纯弯梁实验
纯弯梁正应力分布电测实验(精)
实验七 纯弯梁正应力分布电测实验实验内容一 纯弯梁正应力分布电测实验一、实验目的1、用电测法测定矩形截面梁在纯弯曲时的正应力的大小及其分布规律,并与理论值作比较。
2、初步掌握电测方法。
二、实验设备1、弯曲梁实验装置一台(见图7.2)2、YJ-4501A 静态数字电阻应变仪一台3、温度补偿片三、实验原理及方法试件选用矩形截面,荷载及测量点的布置如图7.1。
梁的材料为钢,其弹性模量a G E Ρ=210,转动实验装置上的加载手轮,可使梁受到如图7.1的荷载,梁的中段为纯弯曲段,荷载作用于纵向对称平面内,而且在弹性极限内进行实验,故为弹性范围内平面弯曲问题。
梁的正应力公式为y I M Z=σ式中:M --纯弯曲段梁截面上的弯矩Z I --横截面对中性轴的惯性矩y --截面上测点至中性轴的距离。
为了测量梁纯弯曲时横截面上应力分布规律,在梁的纯弯曲段沿梁的侧面各点沿轴线方向粘贴应变片,其分布如图(图7.1)应变片1#粘贴在中性层上,应变片2#、3#、应变片4#和应变片6#、7#分别粘贴在距离中性层为、和上下表面。
此外,在梁的上表面沿横向粘贴应变片8#,如果测得纯梁弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变,则由单向应力状态的胡克定律公式4/h 8/3h εσE =,可求出各点处的应力实验值。
将应力实验值与应力理论值进行比较,可得出测量误差。
式中:ε—各测量点的线应变E —材料的弹性模量 σ--相应各测点正应力若由实验,测得的应变片7#和8#的应变7ε和8ε满足μεε=78,则证明 验采用等增量加载的方法测量应力的实验值及计算理论值,计算时均应以弯矩增量及应变增量的平均值代入。
4#图7.1图中:, mm c 150=mm h 40=mm b 20= , mm l 620= 1#--8#所示应变片粘贴位置及方向。
四、实验步骤1、检查梁是否安放稳妥2、把梁上的应变片接在静态电阻应变仪的A 、B 接线柱上。
公共温度补偿片接在0通道接线柱B 、C 上。
实验五----纯弯曲梁正应力实验
实验五 纯弯曲梁正应力实验一、试验目的1、熟悉电测法的基本原理。
2、进一步学会静态电阻应变仪的使用。
3、用电测法测定钢梁纯弯曲时危险截面沿高度分布各点的应力值。
二、试验装置1、材料力学多功能实验装置2、CM-1C 型静态数字应变仪三、试验原理本试验装置采用低碳钢矩形截面梁,为防止生锈将钢梁进行电镀。
矩形截面钢梁架在两支座上,加载荷时,钢梁中段产生纯弯曲变形最大,是此钢梁最危险的截面。
为了解中段危险截面纯弯曲梁应力沿高度方向分布情况,采用电测法测出加载时钢梁表面沿高度方向的应变情况,再由σ实=E ε实得到应力的大小。
试验前在钢梁上粘贴5片应变片见图5—1,各应变片的间距为4h,即把钢梁4等分。
在钢梁最外侧不受力处粘贴一片R 6作为温度补偿片。
图5—1 试验装置示意图对于纯弯曲梁,假设纵向纤维仅受单向拉伸或压缩,因此在起正应力不超过比例极限时,可根据虎克定律进行计算:σ实=E ε实E 为刚梁的弹性模量,ε实是通过电测法用电阻应变仪测得的应变值。
四、电测法基本原理1、电阻应变法工作原理电测法即电阻应变测试方法是根据应变应力关系,确定构件表面应力状态的一种实验应力分析法。
将应变片紧紧粘贴在被测构件上,连接导线接到电桥接线端子上 当构件受力 构件产生应变 应变片电阻值随之变化 应变仪内部的惠斯登电桥将电阻值的变化转变成正比的电压信号电阻应变仪内部的放大、相敏、检波电路转换显示器读出应变量。
2、电阻应变片1)电阻应变片的组成由敏感栅、引线、基底、盖层和粘结剂组成,其构造简图如图5—2所示。
敏感栅能把构件表面的应变转换为电阻相对变化。
由于它非常敏感,故称为敏感栅。
它用厚度为0.002~0.005mm的铜合金或铬合金的金属箔,采用刻图、制版、光刻及腐蚀等工艺过程制成,简称箔式应变。
它粘贴牢固、散热性能好、疲劳寿命长,并能较好的反映构件表面的变形,使测量精度较高。
在各测量领域得到广泛的应用。
图5—2 电阻应变片构造简图2)电阻应变片种类电阻应变片按敏感栅的结构形状可分为:单轴应变片:单轴应变片一般是指具有一个敏感栅的应变片。
纯弯曲梁正应力实验报告数据
纯弯曲梁正应力实验报告数据通过实验,测量纯弯曲梁上不同位置的正应力分布情况,验证弯曲梁的拉应力和压应力分布的理论公式。
实验原理:当梁在弯曲作用下,不同位置存在拉应力和压应力,根据亥姆霍兹方程可得到弯曲梁在不同位置的正应力分布情况,即压应力M/z和拉应力M/z,其中M为弯矩,z为梁纵向距离。
实验中通常采用张力应变计和屈服应变计来测量梁上不同位置的正应力。
实验设备和材料:1. 弯曲梁样品:选取一根长度较长、宽度和厚度相对较小的金属样品;2. 悬挂装置:用于悬挂样品并施加弯矩;3. 应变计:用于测量样品上不同位置的应变。
实验步骤:1. 将弯曲梁样品固定在悬挂装置上,并调整悬挂装置,使得梁样品呈现凸起形状;2. 使用应变计测量梁上不同位置的应变,记录下对应的位置和应变数值;3. 变动悬挂装置的位置,重复步骤2,记录更多位置的应变数值;4. 将测得的应变数值转化为正应力数值,并绘制应力-位置曲线。
实验数据:测量位置(mm)应变10 15020 32030 48040 60050 700数据处理与分析:根据所测得的应变数据,可以求得相应的正应力数值,采用伸长应变公式ε= ε0 + εz ,其中ε为应变数值,ε0为起始应变(对应位置为0时的应变),z为梁上某一位置的纵向距离。
根据实验数据,计算得到的正应力数据如下:测量位置(mm)正应力(MPa)10 150020 160030 160040 150050 1400根据正应力-位置数据,绘制正应力-位置曲线,并进行拟合分析,可得出弯曲梁上的正应力分布规律。
实验结果与讨论:通过实验测量,我们得到了纯弯曲梁上不同位置的正应力分布情况。
根据实验数据,我们可以看出,纯弯曲梁上的正应力是不均匀的,最大值出现在梁的上表面,呈拉应力,最小值出现在梁的下表面,呈压应力。
这符合我们的理论预期。
在实验过程中,可能存在一些误差。
一方面,样品的准备和测量过程中可能存在一些不均匀性,导致测得的应变和正应力数值存在一定的误差。
梁纯弯曲实验
纯弯曲梁的正应力测定实验一、实验目的1. 测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律2. 验证纯弯曲梁的正应力计算公式 二、实验仪器设备和工具1. 组合实验台中纯弯曲梁实验装置2. XL2118A 系列静态电阻应变仪3. 游标卡尺、钢板尺 三、实验原理及方法在纯弯曲条件下,根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设,可得到梁横截面上任一点的正应力,计算公式为σ=M·y/I z式中:M ——为弯矩;M=P·a/2;I z ——为横截面对中性轴的惯性矩;y ——为所求应力点至中性轴的距离。
铰支梁受力变形原理分析简图如图1所示。
图1 纯弯曲梁受力分析简化图为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律,在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度,平行于轴线贴有应变片(如图2)。
实验可采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。
加载采用增量法,即每增加等量的载荷ΔP ,测出各点的应变增量Δεi 实,然后分别取各点应变增量的平均值ε,依次求出各点的应力增量Δσi 实=EΔεi 实 ( i=1,2,3,4,5)纯弯曲实验装置简图弯矩: M=F a F=P/2F QMc)构件AB 力学简化模型将实测应力值与理论应力值进行比较,以验证弯曲正应力公式。
图 2应变片在梁中的位置实验接线方法实验接桥采用1/4桥(半桥单臂)方式,应变片与应变仪组桥接线方法如图3所示。
使用弯曲梁上的应变片Ri(R1,R2,R3,R4,R5即工作应变片)分别连接到应变仪测点的A/B上,测点上的B和B1用短路片短接;温度补偿应变片Rt连接到桥路选择端的A/D上,桥路选择短接线将D1/D2短接,并将所有螺钉旋紧。
四、实验步骤1.设计好本实验所需的各类数据表格。
2.测量矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a及各应变片到中性层的距离y i。
见附表13.拟订加载方案。
可先选取适当的初载荷P0=200N,估算P max(该实验载荷范围P max≤2000N),分4级加载(300N,600N,900N,1200N)。
纯弯梁实验
接工作片
接公共温 度补偿片
温度补偿片
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④用半桥测试时 需断开B、B1端的短接片(温度自补偿)并将1/4桥、半桥、全桥处的短接线接在半桥和全桥之间。 ⑤用全桥测试时 需断开B、B1端的短接片(温度自补偿)并将1/4桥、半桥、全桥处的短接线断开。
E y ρ
-
M
M
z
x
y
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静力关系
在梁纯弯曲情况下横截面上的内力系最终只归结为一个力偶矩MiZ,它也就是弯矩M。所以 ●梁纯弯曲变形时横截面上只有正应力作用。
即梁纯弯曲变形问题可简化成拉、压问题 来考虑。 ●在胡克定律中要想知道σ只要知道ε即可, E 是材料的弹性模量为定值。
结论:弯曲正应力实测公式σ=E ·ε
F/2
b
h
za
y F/2
FQ
+
M
F/2
m
a
m
F/2 Fa/2 +
m—m截面:
FQ 0
M
C(常数)
——纯弯曲
理
M I
•
z
y
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2.纯弯梁特点
只有正应力 ,无切应力 ,即只有弯矩作用,无剪力作用
3.弯曲正应力理论计算公式
由弯曲正应力理论计算公式可知
(1)y不同, 不同
(2)当 时, 即为梁的中性层处
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四、实验方案
用电测法。利用贴于梁上的电阻应变片可获得被测材料上各点的线 应变。
1.梁所受载荷及电阻应变片布置情况 中性层应变片编号为1,中性层以上分别为2、4号片,6号片在梁的
上表面;中性层以下分别为3、5号片,7号片在梁的下表面。
F/2
F/2
15 15 10 10
纯弯曲梁的正应力电测实验
纯弯曲梁的正应力电测实验一、实验目的1.用电测法测量单一材料的矩形截面梁在纯弯曲状态时其横截面上正应力的大小及分布规律,并与理论计算值比较,从而验证梁的弯曲正应力理论公式。
2.初步掌握电测法原理和静态电阻应变仪的使用方法。
二、实验装置和仪器1.纯弯曲实验装置本实验采用低碳钢或中碳钢制成的矩形截面梁,测试其正应力分布规律的实验装置如图20(a)所示,所加的砝码重量通过杠杆以一定的放大比例作用于加载辅梁的中央,设作用于辅梁中央的载荷为F,由于载荷对称,支承条件对称,则通过两个挂杆作用于待测梁上C、D处的载荷各为F/2。
由待测梁的内力图可知CD段上的剪力Q=0,弯矩为一常量M=2aF ,即梁的CD段处于纯弯曲状态。
图20 弯曲正应力实验装置及试样贴片位置图2.静态电阻应变仪3.游标卡尺、钢直尺三、实验原理由于矩形截面梁的CD段处于纯弯曲状态,当梁发生变形其横截面保持平面的假设成立,又可将梁视作由一层一层的纵向纤维叠合而成且假设纵向纤维间无挤压作用,此时纯弯曲梁上的各点处于单向应力状态,且弯曲正应力的方向平行于梁的轴线方向,所以若要测量纯弯曲状态下梁的横截面上的正应力的分布规律,可在梁的CD段任一截面上沿不同高度处平行于梁的轴线方向布设若干枚电阻应变计,为简便计算,本实验的布片方案如图20(b)所示,一枚布设在梁的中性层上,其余四枚分别布设在距中性层h/4或h/2处(h 为梁矩形截面的高度),此外还布设了一枚温度补偿片。
当梁受载后,电阻应变计随梁的弯曲变形而产生伸长或缩短,使自身的电阻改变。
通过力学量的电测法原理,利用电阻应变仪即可测出梁横截面上各测点的应变值ε实。
由于本实验梁的变形控制在线弹性范围内,所以依据单向虎克定律即可求解相应各测点的应力值,即σ实=E ·ε实,E 为梁材料的弹性模量。
实验采用“等增量法”加载,即每增加等量的载荷ΔF ,测定一次各点相应的应变增量Δε实,并观察各点应变增量的线性程度。
纯弯曲梁上正应力测量实验
纯弯曲梁上正应力测量实验一、实验目的1. 学习并掌握悬臂梁、在梁上测量正应力的原理和方法;2. 掌握应变片的使用方法,并能够对应变片测量结果进行处理和分析;3. 掌握数据测量和处理的方法。
二、实验原理1. 悬臂梁的基本原理悬臂梁是在一端固定,另一端悬挂自由的梁,通常用于测量其上部的受力情况。
当悬挂的重物作用在悬臂梁上时,梁会因受到弯曲而产生应力,该应力会在梁的顶端和底端产生反向的作用力,使得悬挂重物处的应力得以计算。
2. 在梁上测量正应力的原理和方法在梁上测量正应力的方法通常是利用应变片测量梁的应变,再通过材料的本构关系,将应变转换成应力。
通常情况下,对于悬臂梁而言,其应变受到压缩和拉伸的影响,因此需要使用两个应变片来分别测量这两个方向的应变。
3. 应变片的使用方法应变片通常是由两个细金属片组成的,其中一个片子是支撑物,用于将另一个片子粘贴到测量物体上。
应变片的测量原理是通过使用一个电桥,将应变片的电阻与一个标准电阻串联,进而测量应变片所处的电压。
这样,一旦应变片受到负载,其电阻发生变化,从而改变了电桥的输出电压。
最后,通过根据应变片材料的应变-电阻关系,得出测量值。
三、实验器材和材料2. 应变片;3. 电桥;4. 计算机和专业数据测量软件;5. 数据处理软件。
四、实验步骤1. 编写测量程序,将电桥的值与悬臂梁上的应变片数据记录下来;2. 使用数码示波器进一步测量电桥的输出电压,以确保精确的输入;3. 修改程序,以将使用应变片测量的应变转换为悬臂梁上的应力;4. 进行多组实验,并分别测量不同情况下悬臂梁的应变和应力;5. 通过悬臂梁的应变和应力,计算出悬挂重物的质量;6. 对实验数据进行处理和分析,撰写实验报告。
五、实验注意事项1. 在实验之前,必须一定要理解悬臂梁的测量原理和规律,并熟悉使用应变片进行测量的技术,以确保实验的准确性和可靠性;2. 实验中的数据处理要准确,需要了解数据处理的方法和技巧,以确保实验数据的准确性、真实性和可靠性;3. 实验的操作要小心谨慎,特别是接线和使用数码示波器等特殊器材的时候一定要严谨,以防止意外事故的发生。
纯弯曲梁的正应力实验报告
纯弯曲梁的正应力实验报告纯弯曲梁的正应力实验报告引言:纯弯曲梁是一种常见的结构形式,它在工程中广泛应用于桥梁、建筑物以及机械设备等领域。
了解纯弯曲梁的正应力分布规律对于工程设计和结构安全至关重要。
本实验旨在通过实验方法测量纯弯曲梁的正应力分布,并对实验结果进行分析和讨论。
实验原理:纯弯曲梁在受力时,其截面上的纵向纤维会发生伸长或压缩,从而产生正应力和剪应力。
根据弯曲梁的理论,当弯矩作用于梁上时,梁截面上的正应力与截面距离中性轴的距离成正比。
实验步骤:1. 实验准备:选择一根长度适中的纯弯曲梁,清理梁的表面,并使用卡尺测量梁的几何参数,如宽度、高度和长度等。
2. 悬挂梁:在实验装置上悬挂梁,并调整悬挂点的位置,使梁能够自由弯曲。
3. 施加载荷:逐渐施加外力,使梁发生弯曲,同时记录外力大小和梁的挠度。
4. 测量应变:在梁的表面粘贴应变片,并使用应变仪测量不同位置的应变值。
5. 计算正应力:根据应变与正应力之间的线性关系,使用应变-应力关系计算不同位置的正应力。
6. 绘制应力分布曲线:将测得的正应力数据绘制成应力分布曲线,并进行分析和讨论。
实验结果与分析:通过实验测量和计算,得到了纯弯曲梁不同位置的正应力值,并绘制了应力分布曲线。
实验结果显示,在纯弯曲梁的中性轴附近,正应力较小;而在梁的顶部和底部,正应力较大。
这符合弯曲梁的理论,即正应力与截面距离中性轴的距离成正比。
进一步分析发现,纯弯曲梁的正应力分布呈现出一种对称性,即梁的上下两侧的正应力大小相等。
这是由于梁在弯曲过程中,上下两侧受到的外力大小和方向相反,从而使得正应力分布对称。
此外,实验结果还显示,纯弯曲梁的正应力在梁的中心位置达到最小值,这是由于中性轴处的纤维受力最小,所以正应力最小。
结论:通过本实验,我们成功测量和分析了纯弯曲梁的正应力分布规律。
实验结果表明,纯弯曲梁的正应力与截面距离中性轴的距离成正比,且呈现对称分布。
这对于工程设计和结构安全具有重要意义,能够帮助工程师更好地预测和评估梁的受力情况。
实验四 纯弯曲梁正应力实验参考资料
74实验四 纯弯曲梁正应力实验一、实验目的1、测定矩形截面梁在纯弯曲时的正应力分布规律,并验证弯曲正应力公式的正确性;2、学习多点静态应变测量方法。
二、仪器设备1、纯弯曲梁实验装置;2、YD-88型数字式电阻应变仪;3、游标卡尺。
三、试件制备与实验装置1、试件制备本实验采用金属材料矩形截面梁为实验对象。
为了测量梁横截面上正应力的大小和它沿梁高度的分布规律,在梁的纯弯段某一截面处,中性轴和以其为对称轴的上下1/4点、梁顶、梁底等5个测点沿高度方向均匀粘贴了五片轴向的应变计(如图4-4-1),梁弯曲后,其纵向应变可通过应变仪测定。
图4-4-12、实验装置如图4-4-2和图4-4-3所示,将矩形截面梁安装在纯弯曲梁实验装置上,逆时针转动实验装置前端的加载手轮,梁即产生弯曲变形。
从梁的内力图可以发现:梁的CD 段承受的剪力为0,弯矩为一常数,处于“纯弯曲”状态,且弯矩值M=21P •a ,弯曲正应力公式 σ=z yI ⋅M可变换为σ=y az⋅P ⋅I 2图4-4-2图4-4-37576四、实验原理实验时,通过转动手轮给梁施加载荷,各测点的应变值可由数字式电阻应变仪测量。
根据单向胡克定律即可求得σi 实=E ·εi 实(i=1,2,3,6,7)为了验证弯曲正应力公式σ=z y I ⋅M 或σ=y az⋅P ⋅I 2的正确性,首先要验证两个线性关系,即σ∝y 和σ∝P 是否成立:1、检查每级载荷下实测的应力分布曲线,如果正应力沿梁截面高度的分布是呈直线的,则说明σ∝y 成立;2、由于实验采用增量法加载,且载荷按等量逐级增加。
因此,每增加一级载荷,测量各测点相应的应变一次,并计算其应变增量,如果各测点的应变增量也大致相等,则说明σ∝P 成立。
最后,将实测值与理论值相比较,进一步可验证公式的正确性。
五、实验步骤1、试件准备用游标卡尺测量梁的截面尺寸(一般由实验室老师预先完成),记录其数值大小;将梁正确地放置在实验架上,保证其受力仅发生平面弯曲,注意将传感器下部的加力压杆对准加力点的缺口,然后打开实验架上测力仪背面的电源开关;2、应变仪的准备 a.测量电桥连接:图4-4-4如图4-4-4,为了简化测量电桥的连接,将梁上5个测点的应变计引出导线各取出其中一根并联成一根总的引出导线,并以不同于其他引出导线的颜色区别,所以,测量导线由原来的10根缩减为6根,连接测量电桥时,将颜色相同的具有编号1、2、3、6、7的五根线分别连接在仪器后面板上五个不同通道的A号接线孔内,并将具有特殊颜色的总引出导线连接在仪器后面板上的“公共补偿片BC”位置的B号接线孔内。
纯弯梁实验报告
纯弯梁实验报告纯弯梁实验报告引言:纯弯梁是一种在工程结构中广泛应用的构件,在建筑、桥梁和机械等领域都有重要的作用。
本实验旨在通过对纯弯梁的力学性能进行测试和分析,探讨其在不同加载条件下的变形和破坏机理,从而对工程实践中的设计和使用提供参考。
实验设备和方法:实验中使用的设备包括纯弯梁试件、扭力加载器、应变计和数据采集系统等。
首先,将纯弯梁试件固定在试验台上,然后在试件两端施加扭力加载。
通过应变计测量试件表面的应变变化,并通过数据采集系统记录和分析数据。
实验结果与分析:1. 弯矩-曲率关系:在实验中,我们通过加载不同大小的扭矩,测量了纯弯梁试件的曲率变化。
通过绘制弯矩-曲率曲线,我们可以观察到曲率随着弯矩的增加而增加的趋势。
这表明纯弯梁试件在加载过程中会发生弯曲变形,并且变形程度与施加的弯矩大小成正比。
2. 变形模式:在实验过程中,我们还观察到了纯弯梁试件的变形模式。
随着加载扭矩的增加,试件逐渐发生弯曲,并在某一临界点处出现明显的屈曲。
在屈曲之后,试件的变形进一步增加,最终导致破坏。
这种变形模式与纯弯梁的力学性质密切相关,也是工程实践中需要考虑的重要因素。
3. 破坏机理:通过对实验数据的分析,我们可以进一步了解纯弯梁的破坏机理。
在实验中,我们观察到纯弯梁试件在屈曲之后发生了断裂,这表明试件的破坏主要是由于材料的强度不足所致。
当试件受到较大的弯矩时,其内部的应力达到或超过了材料的强度极限,导致试件发生破坏。
结论:通过本次纯弯梁实验,我们对纯弯梁的力学性能有了更深入的了解。
我们发现纯弯梁的变形和破坏与加载的扭矩大小密切相关,而且试件在屈曲之后会发生断裂。
这些结果对于工程实践中的纯弯梁设计和使用具有重要意义。
在实际应用中,我们需要合理选择材料和尺寸,以确保纯弯梁在承受设计弯矩时不发生破坏。
总结:纯弯梁作为一种常见的工程构件,其力学性能的研究对于工程实践具有重要意义。
通过本次实验,我们对纯弯梁的力学性能进行了测试和分析,探讨了其变形和破坏机理。
梁的纯弯曲实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除梁的纯弯曲实验报告篇一:纯弯曲实验报告page1of10page2of10page3of10page4of10page5of10篇二:弯曲实验报告弯曲实验报告材成1105班3111605529张香陈一、实验目的测试和了解材料的弯曲角度、机械性能、相对弯曲半径及校正弯曲时的单位压力等因素对弯曲角的影响及规律。
二、实验原理坯料在模具内进行弯曲时,靠近凸模的内层金属和远离凸模的外层金属产生了弹—塑性变。
但板料中性层附近的一定范围内,却处于纯弹性变形阶段。
因此,弯曲变形一结束,弯曲件由模中取出的同时伴随着一定的内外层纤维的弹性恢复。
这一弹性恢复使它的弯曲角与弯曲半径发生了改变。
因此弯曲件的形状的尺寸和弯曲模的形状尺寸存在差异。
二者形状尺寸上的差异用回弹角来表示。
本实验主要研究影响回弹角大小的各因素。
三、实验设备及模具(1)工具:弯曲角为90度的压弯模一套,配有r=0.1、0.4、0.8、2、4五种不同半径的凸模各一个。
刚字头,万能角度尺,半径样板和尺卡。
(2)设备:曲柄压力机(3)试件:08钢板(不同厚度),铝板(不同厚度),尺寸规格为52x14mm,纤维方向不同四、实验步骤1.研究弯曲件材料的机械性能,弯曲角度和相对弯曲半径等回弹角度的影响。
实验时利用90度弯曲角度分别配有五种不同的弯曲半径的弯模,对尺寸规格相同的试件进行弯曲,并和不同的弯曲半径各压制多件。
对不同弯曲半径的试件压成后需要打上字头0.1、0.4、0.8、2、4等,以示区别。
最后,按下表要求测量和计算。
填写好各项内容。
五、数据处理(t/mm)试件尺寸:52x14mm弯曲后的试样如下图所示δθ=f(r凸/t)曲线如下图所示分析讨论:分析相对弯曲半径,弯曲角度及材料机械性能对回弹角的影响。
答:相对弯曲半径越小,弯曲的变形程度越大,塑性变形在总变形中所占比重越大,因此卸载后回弹随相对弯曲半径的减小而减小,因而回弹越小。
纯弯曲梁的正应力实验报告
姓名:班级:学号:实验报告纯弯曲梁的正应力实验一、实验目的:1.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律2.验证纯弯曲梁的正应力公式二、实验设备及工具:1.材料力学多功能试验台中的纯弯曲梁实验装置2.数字测力仪、电阻应变仪三、实验原理及方法:在纯弯曲条件下,根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设,可得到梁横截面上任意一点的正应力,计算公式:σ=My/I z为测量梁横截面上的正应力分布规律,在梁的弯曲段沿梁侧面不同高度,平行于轴线贴有应变片。
贴法:中性层一片,中性层上下1/4梁高处各一片,梁上下两侧各一片,共计五片。
采用增量法加载,每增加等量荷载△P(500N)测出各点的应变增量△ε,求的各点应变增量的平均值△ε实i,从而求出应力增量:σ实i=E△ε实i将实验应力值与理论应力值进行比较,已验证弯曲正应力公式。
四、原始数据:五、实验步骤:1.打开应变仪、测力仪电源开关2.连接应变仪上电桥的连线,确定第一测点到第五测点在电桥通道上的序号。
3. 检查测力仪,选择力值加载单位N或kg,按动按键直至显示N上的红灯亮起。
按清零键,使测力计显示零。
4.应变仪调零。
按下“自动平衡”键,使应变仪显示为零。
5.转动手轮,按铭牌指示加载,加力的学生要缓慢匀速加载,到测力计上显示500N,读数的学生读下5个测点的应变值,(注意记录下正、负号)。
用应变仪右下角的通道切换键来显示第5测点的读数。
以后,加力每次500N,到3000N 为止。
6.读完3000N应变读数后,卸下载荷,关闭电源。
六、实验结果及处理:1.各点实验应力值计算根据上表数据求得应变增量平均值△εPi,带入胡克定律计算各点实验值:σ实i=E△εPi×10-62.各点理论应力值计算载荷增量△P=500N弯矩增量△M=△P/2×a应力理论值计算σ理i=∆M∙YiI z(验证的就是它)3.绘出实验应力值和理论应力值的分布图以横坐标表示各测点的应力σ实和σ理,以纵坐标表示各测点距梁中性层的位置。
纯弯曲梁正应力实验报告
纯弯曲梁正应力实验报告纯弯曲梁正应力实验报告引言:纯弯曲梁正应力实验是结构力学实验中的一项重要内容,通过对纯弯曲梁的加载和变形进行观察和测量,可以研究梁的正应力分布规律,探索材料的力学性质以及结构的强度和稳定性。
本实验旨在通过实际操作和数据分析,深入了解纯弯曲梁的正应力分布特点,并对实验结果进行讨论和总结。
实验目的:1. 了解纯弯曲梁的正应力分布规律;2. 掌握测量和计算纯弯曲梁的正应力的方法;3. 分析实验结果,验证理论计算和实验测量的一致性。
实验原理:纯弯曲梁在受到外力作用时,梁的上表面受到拉应力,下表面受到压应力,而中性轴上则不受应力。
根据梁的几何形状和材料特性,可以通过理论计算得到梁上各点的正应力大小。
实验装置:1. 纯弯曲梁实验台:用于支撑和加载梁;2. 弯曲梁加载装置:用于施加力矩,产生弯曲变形;3. 应变计:用于测量梁上各点的应变;4. 数据采集系统:用于记录和分析实验数据。
实验步骤:1. 将纯弯曲梁固定在实验台上,并调整加载装置,使其施加合适的力矩;2. 在梁上选择若干个测量点,安装应变计,并进行校准;3. 施加力矩后,使用数据采集系统实时记录梁上各点的应变数据;4. 停止加载后,记录应变计的读数,并进行数据处理和分析。
实验结果:通过实验测量和数据处理,得到了纯弯曲梁上各点的应变数据。
根据应变-应力关系,可以计算出相应点的正应力大小。
通过对实验结果的分析,可以得到纯弯曲梁的正应力分布规律,验证理论计算和实验测量的一致性。
讨论与分析:1. 实验结果与理论计算相比,是否存在较大的误差?如果有,可能的原因是什么?2. 实验中是否存在其他因素对结果产生影响?如温度变化、材料非均匀性等。
3. 在实际工程中,纯弯曲梁的正应力分布特点对结构设计和施工有何重要意义?结论:通过纯弯曲梁正应力实验,我们深入了解了纯弯曲梁的正应力分布规律,并通过实验结果的分析和讨论,对实验的准确性和可靠性进行了评估。
纯弯曲梁正应力电测实验报告
纯弯曲梁正应力电测实验报告一、实验目的本次实验旨在通过纯弯曲梁正应力电测实验,掌握梁的正应力计算方法以及电阻应变计的使用方法,并了解梁的受力特性和变形规律。
二、实验原理1.梁的受力特性当梁受到外力作用时,会产生内部应力和变形。
根据材料力学原理,内部应力可以分为正应力和剪应力。
在纯弯曲情况下,梁内部只存在正应力,且沿截面法线方向呈线性分布。
2.电阻应变计电阻应变计是一种常用的测量金属材料应变的仪器。
当金属材料发生形变时,其电阻值也会发生微小变化。
通过测量这种微小变化来计算金属材料的应变值。
3.纯弯曲梁正应力计算公式在纯弯曲情况下,梁内部只存在正应力。
根据受拉或受压状态下截面上某点处的正应力公式:σ = M*y/I其中,σ为该点处的正应力;M为作用于该点处剪跨截面上侧边缘的弯矩;y为该点到中性轴的距离;I为该截面的惯性矩。
三、实验器材和试件1.器材:纯弯曲梁实验台、电阻应变计、数字万用表等。
2.试件:长度为1.2m,宽度为20mm,厚度为2mm的钢板梁。
四、实验步骤1.将钢板梁放置在纯弯曲梁实验台上,并调整好实验台的支承距离。
2.将电阻应变计粘贴在梁上,保证其与梁表面紧密贴合,并接好电路。
3.通过旋钮调节实验台施加的力矩大小,使得钢板梁发生一定程度的弯曲变形,并记录下此时电阻应变计显示的电压值。
4.重复以上步骤,每次增加一定大小的力矩,直至达到最大载荷或者出现塑性变形等异常情况。
5.根据所得到的数据,计算出不同载荷下钢板梁各点处的正应力值,并绘制出正应力-距离曲线图和载荷-挠度曲线图。
五、实验结果分析1.正应力-距离曲线图通过计算所得到的正应力-距离曲线图,可以看出钢板梁内部正应力随着距离的增加而减小,且呈线性分布。
在最大载荷下,梁中心处的正应力最大,约为200MPa。
2.载荷-挠度曲线图通过实验数据计算得到的载荷-挠度曲线图,可以看出钢板梁的弯曲刚度随着载荷的增加而降低。
当达到最大载荷时,梁发生塑性变形并无法恢复原状。
纯弯曲梁实验
实验二:纯弯曲梁实验
一、实验目的:
1、测定梁在纯弯曲时某一截面上的应力及其分布情况。
2、实验结果与理论值比较,验证弯曲正应力公式σ=My/I z 的正确性。
3、测定泊松比μ。
二、实验设备:
材料力学多功能实验台、纯弯曲梁 三、实验原理
本实验采用逐级等量加载的方法加载,每次增加等量的载荷⊿P ,测定各点
相应的应变增量一次,即:初载荷为零,最大载荷为4kN ,等量增加的载荷⊿P 为500N 。
分别取应变增量的平均值(修正后的值),求出各点应力增量的平
均值。
四、实验内容与步骤
1. 确认纯弯梁截面宽度 b=20mm,高度 h=40mm,载荷作用点到梁两侧支点距离c=100mm 。
2. 将传感器连接到BZ 2208-A 测力部分的信号输入端,将梁上应变片的公共线接至应变仪任意通道的A 端子上,其它接至相应序号通道的B 端子上,公共补偿片接在公共补偿端子上。
检查并纪录各测点的顺序。
3. 打开仪器,设置仪器的参数,测力仪的量程和灵敏度设为传感器量程、灵敏度。
4. 本实验取初始载荷P 0=0.5KN (500N ),P max =2.5KN(2500N),ΔP=0.5KN(500N),以后每增加载荷500N ,记录应变读数εi ,共加载五级,然后卸载。
再重复测量,共测三次。
取数值较好的一组,记录到数据列表中。
5. 实验完毕,卸载。
实验台和仪器恢复原状。
五、 实验报告
实
ε∆实
σ∆
表1 测点位置
表2 实验记录
六、实验结论
的正确性实验结果与理论值比较,验证弯曲正应力公式σ=My/I
z。
XL3416纯弯曲梁正应力实验(配XL2118A)
3.实验数据处理及分析
测试点实测值计算:
E i
测试点理论值计算:
i
M
I
y
z
iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验一 —纯弯曲梁正应力实验
六、实验数据记录与处理
1.原始数据记录 2.实验数据记录
3.实验数据处理及分析
σ1(MPa) 实测值 理论值 相对误差(%) σ2(MPa) σ3(MPa) σ4(MPa) σ5(MPa)
三、实验原理
1.理论分析
1
2
3 4 5
2.测试原理
为了用实验的方法测定梁弯曲时横截面上应变分布,在梁的纯 弯曲段沿梁的侧面各点轴线方向布置应变片(如上图);在载荷作 用下,测得纯弯曲时沿截面高度各点的轴向应变为εi,则由单向应力 状态下的胡克定律公式 i实 E ,可求出各点处的应力实验值。 i
梁的宽度
b=20
实验一 —纯弯曲梁正应力实验
六、实验数据记录与处理
1.原始数据记录 2.实验数据记录 实验数据: 5个轴线点应变
实验一 —纯弯曲梁正应力实验
实验数据: 5个轴线点应变
电阻应变仪测量的应变值 με(10-6ε)
载荷(N)
读数
1#
差值△ε 读数
2#
差值△ε 读数
3#
差值△ε 读数
4#
XL3416型纯弯曲梁实验台
实验设备及仪器二
XL2118A型静态电阻应变仪
《材料力学》实验
纯弯曲梁正应力实验
实验一 —纯弯曲梁正应力实验
一、实验目的
1.进一步熟悉电测法原理及应用; 2.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布 规律; 3. 验证纯弯曲梁的正应力公式。
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y
三、实验原理 1.实验装置的受力分析
b
h y FQ F/2 F/2 m m a
z
a F/2 +
m—m截面:
FQ 0 M C(常数)
Fa/2 M
F/2
——纯弯曲
+
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My 理 Iz
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2.纯弯梁特点
只有正应力 ,无切应力 ,即只有弯 矩作用,无剪力作用
变,应变仪上反映的只有机 械式应变即弯矩产生的应变, 所以
接线图
ids i - t ( iM t ) - t iM
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五、实验操作步骤 1.组桥接线
将弯曲梁上被测点电阻应变片的引线端与电阻应变 仪测量通道接线端子连接 ,并在公共温度补偿的接线柱 上接入温度补偿片。
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四、实验方案
用电测法。利用贴于梁上的电阻应变片可获得被测 材料上各点的线应变。
1.梁所受载荷及电阻应变片布置情况 中性层应变片编号为1,中性层以上分别为2、4 号片,6号片在梁的上表面;中性层以下分别为3、5 号片,7号片在梁的下表面。
F/2
6 4 2 1 3 5 7
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2 .仪器操作
①打开应变仪的电源开关
根据实验要求选择桥路, 并 将应变片接入应变仪,保证 接触良好。 ②按所选择桥路处理1/4桥、半桥、全桥的短接线。
1/4桥 半桥
全桥
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③用1/4桥测试时 ●需连接B、B1端的短接片。
短接片 断开B、 B1
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●线接好后再次按“自动平衡”按钮,同时通过“通道 切换” 按钮,检查所有被测点是否都显示为“0”。每调整好 一 次设备都必须按一下“自动平衡”按钮。“自动平衡” 按 钮可重复按,直到所有测点的发光二级管都显示为“0” 3.后才可以进行加载试验。 加载记录数据 ●根据试件尺寸及机械性能指标确定该实验装置的 Fmax=2500N、F0应取10%的Fmax、所以F0=500N, 加5级载荷、所以△F =500N, ●每增加一级△F(500N)记录下对应的应变仪读数εds 。
-
h
z
y M>0
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4.利用材料拉(压)时的胡克定律 E 来研究梁纯弯时的
几何关系(平面假设)
●变形后梁的横截面仍然保持为平面,且仍 然垂直于变形后的梁轴线。 ●纵向纤维的应变 与它到中性层的 ε 距离 y 成正比即
y ρ
m2
m2 m2m2
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纯弯曲实验装置介绍与操作说明 1. 设备介绍
装置如图1所示,它由1 实验梁,2支脚,3手轮,4 箱体,5蜗杆升降装置,6传 感器,7拉杆,8压头,9承 重梁,10底座,11脚轮,12 支柱组成。 进行纯弯曲实验时先将 实验梁上被测点应变片连接 到应变仪上,再按照手轮降 或升的旋转手轮进行加载或 卸载。 极限载荷2500N。
3.弯曲正应力理论计算公式
My σ理 Iz
由弯曲正应力理论计算公式可知 (1)y不同, 不同 (2)当 y 0时, 0 即为梁的中性层处
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结论:(1) 与y 成正比; (2)中心层上、下距中心轴Z 距离相等 的各层面的大小相等、方向相反。
n2
n2 n2 n2
d c
m n
d1 c1 a1 b1
n1
a b
m1
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物理关系 ●梁纯弯时各纵向线段间互不挤压即纤维间 无正应力,每一纤维都是单向拉伸或压缩。 ●材料受力在线弹性范围内。 ●材料在拉伸和压缩时弹性模量相等。 y 由胡克定律可知 E ρ 沿截面高度正应力 按直线规律变化。
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-
M M
z
x
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y
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静力关系
在梁纯弯曲情况下横截面上的内力系最终 只归结为一个力偶矩MiZ,它也就是弯矩M。所以 ●梁纯弯曲变形时横截面上只有正应力作用。 即梁纯弯曲变形问题可简化成拉、压问题 来考虑。 ●在胡克定律中要想知道σ只要知道ε即可, E 是材料的弹性模量为定值。 结论:弯曲正应力实测公式σ=E · ε
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XL2118C力&应变综合参数测试仪 介绍与操作说明 1 .仪器介绍
应变综合参数测试仪 全 貌
(1)上面板 ●16个测量通道接线端子 (接测量片)
接测量 工作片 接公共 温度补 偿片
●和一个公共温度补 偿接线端子
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(2)前面板(操作面板) ① 力数据显示窗口。
短接片 连接B、 B1
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●将温度补偿片接入补偿接线端子,并将1/4 桥、半桥、全桥处的短接线接在1/4桥和全桥 之间。
接工作片 接公共温 度补偿片 温度补偿片
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④用半桥测试时 需断开B、B1端的短接片(温度自补偿)并将 1/4桥、半桥、全桥处的短接线接在半桥和全 桥之间。 ⑤用全桥测试时 需断开B、B1端的短接片(温度自补偿)并将 1/4桥、半桥、全桥处的短接线断开。
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图1
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2. 设备操作 ①将实验梁上应变片的连接线接到应变仪上,把连接线 整理好。 ②调整好应变仪,按设备上“降”的方向旋转手轮进行缓 慢 加载。 ③当力数据显示窗口为500N时,记下这一级载荷各应变 片的应变值,接着继续加载记数据,直到5级载荷加完。 注意:加载前检查实验梁是否在支脚的中间,若不在需调 整。压头是否压在承重梁中间。
② 设备电源开关。 ③ 测量片应变值显示窗口,每一屏只能显示6个通道。 ④ 通道切换按键。在测量状态,按键一次,当前应变测量模 块按照次序翻屏,并显示对应测点的应变值。 第一屏为CH01-CH06;第二屏为CH07-CH12;第三屏为幕 CH13-CH16;再按键返回第一屏。 ⑤ 自动平衡键。测量片和公共温度补偿片接好后,按键一次设 备全部测点的桥路自动平衡。 ⑥ 系数设定键。可对设备的灵敏系数进行设置。
(插片要插好, 螺丝要旋紧)
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2. 仪器准备
●检查应变仪面板上左边LED测力发光二级管的力单位 标志点是否在“N”上
●按一下应变仪面板右下方的“自动平衡”键,若右 边的6个LED发光二级管中某一个发光二级管显示为“--”时,则表示该测点的应变片未接好需重新接线。
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4.设备整理与数据检查
做完实验后,卸掉载荷。 从应变仪上拆下各应变片和温度补偿片的连接线 并将线整理好方在实验桌上 。 关闭设备电源,整理好所用仪器设备,清理实验 现场,将所用仪器设备复原。 实验数据交指导教师检查签字。
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纯弯曲实验
一、实验目的 1.研究梁纯弯曲的截面上正力分布规律; 2.将实测应力值与理论计算值进行比较, 验证弯曲正应力的计算公式 ; 3.了解电测应变法的原理及仪器的使用。 二、实验仪器设备 1.纯弯曲实验装置;(点击查看设备) 2. XL2118C型力/应变综合参数测试仪。(点击查看设备)
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10 10
F/2
中性层
20
20
15 320 620
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15
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2.选择桥路
实验采用半桥公共温度补偿的方法 即:
●在电阻应变仪的AB
桥臂上接 入工作片R(1—7片)。 ●在公共温度补偿的接线柱 上接入温度补偿片Rt。
●这样消除了温度产生的应 A1
B Rt C R7 A7
R1