等强度梁试验()

一、实验目的

1、认识和熟悉等强度梁的概念和力学特点。

2、测定等强度梁上已粘贴应变片处的应变，验证等强度梁各横截面上应变 （应力）相等。

3、通过自己设计实验方案，寻找试验需要的仪器设备，增强自己的试验设计和动手能力。

二、实验设备

1、微机控制电子万能试验机。

2、静态电阻应变仪。

3、游标卡尺、钢尺。

三、实验原理

为了使各个截面的弯曲应力相同,则应随着弯矩的大小相应地改变截面尺寸,以保持相同强度的梁,这种梁称为等强度梁。其原理为：等强度梁如图所示，悬臂上加一外载荷F ，距加载点x 处的截面的力矩M=Fx,相应断面上的最大应力为

其中，F 为悬臂端上的外荷载，x 为应变片重点距离加载点的距离，b 为试件的宽度，h 为试件的厚度，I 为截面惯性矩。

所谓的等强度，就是指各个断面在力的作用下应力相等，即σ不变，显然，

当梁的厚度h 不变时，梁的宽度必须随x 的变化而不停的变化。

根据εσE =，等强度梁应力相等就相应的转变为应变相等。梁的弹性模量E=200Gpa ，μ

=0.28。

本次试验通过静态应变仪测量各个测

点的

应变的大小验证梁为等强度梁。在梁的正反面对称布置了8个应变片。力的加载通过电子万能试验机施加。试验装置见下图：

四、实验步骤

1、试件准备。按照黏贴应变片和等强度梁试验的要求，黏贴好应变片。接着测量试件尺寸，以及各个测点到加载点的距离。

2、接通应变仪电源，将等强度梁上所测各点的应变片和温度补偿片按1/4桥接线法接通应变仪，并调整好所用仪器设备。

3、试验加载。编制试验方案，开始试验，记录相应的应变数据。

5、完成全部试验后，卸除荷载，关闭仪器设备电源。整理实验现场。

五、实验数据记录与处理

表1：原始尺寸表格（mm）

表2：试验测量应变数据

由于刚开始准备试验时没能正确理清试验方案，第1、5测点并没有贴在截面变化处，根据试验测试结果也可以知道，测量得到的应变偏小，故舍去第1、5测点的试验数据。表3：各测点应变理论值

表4：各测点应变相对误差

对根据表2、3、4可知：

1、根据表2可知，测点1、5的数据因为粘结在非变截面处，所以数据明显相对其他通道偏小，故不采用。同时，测点2相对其他测点数据较小，原因可能是应变片贴歪了导致出现了问题。

2、根据表4可知，理论值和试验值的相对误差总体偏小，除了测点2以外，

其他测点的相对误差都保证在13%以内，故可以验证试验时采用的梁为等强度梁。

六、实验总结

1、粘结应变片之前未能充分理解等强度梁实验的原理，导致两个测点的应变片未能发挥作用，做了无用功。对于这种需要自己准备试验方案和试验材料的试验，要在充分做好准备的情况下才能开始试验。对于影响试验精度的步骤要格外的注意，尽量把人为的误差降到最低。

2、通过这次试验，对等强度梁这个概念和梁的性质有了一个充分的认识和理解，也很好的锻炼了自己的动手能力。