实验四：弯曲正应力电测实验
实验项目4： 纯弯曲梁正应力电测实验
实验项目4：弯曲正应力电测实验实验日期 实验地点 成 绩 院 系 班 级 指导老师 同组成员 学生姓名 学生学号一、实验内容和目的1. 测定直梁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工式；3. 掌握电测法原理和电阻应变仪的使用方法。
二、实验设备及仪器（规格、型号） 1. FCL-I 型材料力学多功能实验装置。
2. HD-16A 静态电阻应变仪。
3. 钢尺。
三、实验原理在纯弯曲条件下，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，理论应力值计算公式为：Izy M ∙=理σ式中M 为弯矩，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。
图.1 实验装置示意图如图1所示，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y i （-20mm 、-10mm 、0、10mm 和20mm ），平行于轴线贴应变片。
实验采用1/4桥测量方法。
加载采用增量法，即每增加等量的载荷△P (500N)，测出各点的应变增量△εi ，然后分别取各点应变增量的平均值△ε实i ，依次求出各点的应变增量，由胡克定理得到实测应力值： εσ∆∙=i iE 实实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。
四、实验步骤1. 设计好本实验所需的各类数据表格。
2. 拟订加载方案。
为减少误差，先选取适当的初载荷P0（一般P0=300N左右），估算P max，分级加载。
3. 根据加载方案，调整好实验加载装置。
测量矩形截面梁的宽度b、高度h、跨度L、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。
4. 按实验要求接好线组成测量电桥后，调节应变仪的灵敏系数指针，并进行预调平衡。
观察几分钟看应变仪指针有无漂移，正常后即可开始测量。
5. 加载。
均匀缓慢加载至初载荷P0，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值εi，直到最终载荷。
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。
梁的弯曲正应力电测实验
梁的弯曲正应力电测实验梁的弯曲正应力电测实验1、纯弯曲梁有关尺寸：弯曲梁截面宽度 b=20mm, 高度 h=40mm, 载荷作用点到梁支点距离a=150mm 。
E=210GPa。
2、本实验采用公共接线法，即梁上应变片已按公共线接法引出9根导线，其中一根特殊颜色导线为公共线，见下图1。
图一3、如图二，将应变片公共引线接至应变仪第一排的任一通道上，其它按相应序号接至第二排各通道上，补偿片接法选半桥。
4、调零。
打开纯弯曲梁实验装置电源开关，转动加载手柄1，当测力仪2显示 -0.5KN即F0=0.500KN。
电桥粗调平衡：打开应变仪电源开关，仪器将自动逐点将电桥预调平衡；电桥细调平衡：按下静态应变测试仪操作面板数字“1”，再按“确定”，然后按“平衡”，如显示屏显示为“0”，则说明调零成功，如果不为“0”，找老师处理。
依次类推，逐点（2，3，4。
8，11，12，。
18）将电桥预调平衡。
5、逐级加载。
继续转动手柄1，当测力仪2显示1.5KN，即F1=1.500KN（150Kg），按下静态应变测试仪操作面板数字“1”，再按“确定”，显示屏上将显示该点应变。
依次类推，逐点测出各点应变。
分别加F2=2.500KN， F3=3.500KN， F4=4.500KN，逐点测出各点应变。
图二6、卸荷至0.500KN，重复实验步骤4-5，测第二次数据。
7、本实验重复2次。
8、实验结束，关闭电源，拆除接线，整理实验现场。
平面纯弯曲梁横截面上的正应力纯弯曲是指梁段的各个横截面上只有弯矩而无剪力，如图中CD段梁。
实验现象分析：横向线变形后仍保持为直线，只是它们相对旋转了一个角度，但仍与纵向线成正交。
各纵向线变形后仍保持平行，但由直变弯；梁凹侧的纵向线缩短，凸侧纵向线伸长；对应纵向线缩短区域的横截面变宽，纵向线伸长区域的横截面变窄。
根据上述现象，由材料的均匀连续性假设设想梁内部的变形也与表面变形相应，因而可作如下假设：平面假设——由现象推测，梁弯曲变形后，其横截面仍保持为平面，且仍与弯曲后的纵线正交，这就是梁弯曲变形后的平面假设。
弯曲正应力实验报告
浙江大学材料力学实验报告（实验项目：弯曲正应力）一、实验目的：1、初步掌握电测方法和多点测量技术。
；2、测定梁在纯弯和横力弯曲下的弯曲正应力及其分布规律。
二、设备及试样：1. 电子万能试验机或简易加载设备；2. 电阻应变仪及预调平衡箱；3. 进行截面钢梁。
三、实验原理和方法：1、载荷P 作用下，在梁的中部为纯弯曲，弯矩为1M=2Pa 。
在左右两端长为a 的部分内为横力弯曲，弯矩为11=()2M P a c -。
在梁的前后两个侧面上，沿梁的横截面高度，每隔4h贴上平行于轴线上的应变片。
温度补偿块要放置在横梁附近。
对第一个待测应变片联同温度补偿片按半桥接线。
测出载荷作用下各待测点的应变ε，由胡克定律知E σε=另一方面，由弯曲公式MyIσ=，又可算出各点应力的理论值。
于是可将实测值和理论值进行比较。
2、加载时分五级加载，0F =1000N ，F ∆=1000N ，max F =5000N ，缷载时进行检查，若应变差值基本相等，则可用于计算应力，否则检查原因进行复测(实验仪器中应变ε的单位是610-)。
3、实测应力计算时，采用1000F N ∆=时平均应变增量im ε∆计算应力，即i im E σε∆=∆ ,同一高度的两个取平均。
实测应力，理论应力精确到小数点后两位。
4、理论值计算中,公式中的31I=12bh ，计算相对误差时 -100%e σσσσ=⨯理测理，在梁的中性层内，因σ理=0，故只需计算绝对误差。
四、数据处理1、实验参数记录与计算：b=20mm, h=40mm, l=600mm, a=200mm, c=30mm, E=206GPa, P=1000N ∆, max P 5000N =, k=2.193-641I==0.1061012bh m ⨯ 2、填写弯曲正应力实验报告表格 (1)纯弯曲的中部实验数据记录(2)横力弯曲的两端实验数据记录五、实验总结与思考题：实验总结：1、在纯弯曲变形的理论中有两个假设，即(1)平面假设，(2)纵向纤维间无正应力。
梁的弯曲正应力实验报告
一、实验目的1. 通过实验，了解梁在弯曲状态下的应力分布规律；2. 验证梁的弯曲正应力计算公式的准确性；3. 掌握应变电测法的基本原理和操作方法；4. 培养学生严谨的实验态度和科学的研究方法。
二、实验原理梁在弯曲状态下，其横截面上各点的正应力可以用以下公式计算：\[ \sigma = \frac{M y}{I_z} \]其中，\(\sigma\) 为正应力，\(M\) 为弯矩，\(y\) 为梁横截面上某点到中性轴的距离，\(I_z\) 为梁截面对中性轴的惯性矩。
实验中，通过测量梁横截面上不同位置的应变，根据虎克定律，可计算出相应位置的应力。
实验装置主要包括梁、应变片、静态数字电阻应变仪等。
三、实验仪器与设备1. 梁材料：矩形截面试件，尺寸为 \(b \times h\)；2. 应变片：电阻应变片，用于测量梁横截面上的应变；3. 静态数字电阻应变仪：用于测量应变片输出的电阻变化，从而计算出应变；4. 加载装置：用于对梁施加弯矩；5. 游标卡尺：用于测量梁的尺寸；6. 计算器：用于计算实验数据。
四、实验步骤1. 准备实验装置，包括梁、应变片、应变仪等；2. 将应变片粘贴在梁的预定位置，确保应变片与梁表面紧密贴合；3. 接通应变仪电源，调整应变仪的量程和灵敏度；4. 使用游标卡尺测量梁的尺寸，记录数据；5. 在梁上施加预定的弯矩，确保梁处于弯曲状态；6. 使用应变仪测量梁横截面上不同位置的应变，记录数据；7. 根据实验数据和应变片的位置，计算出梁横截面上不同位置的应力；8. 比较实验测得的应力与理论计算值，分析误差原因。
五、实验结果与分析1. 实验数据：表1：梁横截面上不同位置的应变测量值| 测点位置 | 应变值（με） || -------- | ------------ || A点 | 120 || B点 | 100 || C点 | 80 || D点 | 60 |表2：梁横截面上不同位置的应力计算值| 测点位置 | 应力值（MPa） || -------- | ------------ || A点 | 12.00 || B点 | 10.00 || C点 | 8.00 || D点 | 6.00 |2. 结果分析：通过实验数据与理论计算值的比较，可以看出，在梁的弯曲状态下，应力在梁横截面上呈线性分布。
电测弯曲正应力实验报告
电测弯曲正应力实验报告
对于金属材料在抗拉、抗压、抗剪及屈服性能，通常采用电测弯曲来实施类似试验以把结果转换成应力和应变量。
本次实验使用电测弯曲来测试材料的正应力和正应变，旨在验证本次实验的准确性。
实验的测试单位是一根Φ8mm的钢杆，在此基础上记录点之间的距离为250mm，将其安装在测试机上，上表面涂有准确测量长度和精准装配的电感传感器，并根据数据加载两个实验测试点。
然后，启动实验环境，让机器进行加载，将电子衡上的重物放入实验环境中，控制界面上的参数，让机器进行稳定的实验测试，最大值达到10 kg，并开始计时，最后得出实验结果进行记录和计算。
在本次实验中，测得的正应力结果在1000N之内，正应变结果在0.153之内，数据展示测试结果较好，无论是正确性还是准确性都比较合理，比较符合实际情况。
实验中，多项技术手段得到积极锻炼，应力应变测试项目更加准确，数据也更具实用性，而在时间管理上，合理问题安排，在时间内进行实验，并且最大可以达到测试数据要求，以达到实验室测试结果与实际状况一致的方面，有效提高了实验的精度。
总之，实验证实了电测弯曲的有效性，能够有效测试正应力和正应变，得出的测试数据可以作为判断材料品质性能的依据，有助于提高科研工作的效率，对金属材料的研究起到效果。
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。
梁弯曲正应力电测实验报告
y1?=15mm；y2?=；y3=0cm；y4????；y5????15mm；E=210Gpa。
2442
23
抗弯曲截面模量WZ=bh/6惯性矩JZ=bh/12
（2）应变?记录：
（3）取各测点?值并计算各点应力：
??1=16×10；??2=7×10；??3= 0；??4=8×10；??5=15×10；??1=E?1=；??2=E??2=；??3=0；
二、实验仪器和设备
1、多功能组合实验装置一台；2、TS3860型静态数字应变仪一台；3、纯弯曲实验梁一根。4、温度补偿块一块。三、实验原理和方法
弯曲梁的材料为钢，其弹性模量E=210GPa，泊松比μ=。用手转动实验装置上面的加力手轮，使四点弯上压头压住实验梁，则梁的中间段承受纯弯曲。根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正应力计算公式为：
图4-1
此值与理论公式计算出的各点正应力的增量即
?理?
?MyIZ
?pa2
进行比较，就可验证弯曲正应力公式。这里，弯矩增量?M?。
梁上各点的应变测量，采用1/4桥接线，各工作应变片共用一个温度补偿块。
四、实验步骤
1.记录实验台参数，设计实验方法。
2.准备应变仪：把梁上各测量点的应变片（工作应变片）按编号逐点接到电阻应变仪A、B接线柱上，将温度补偿片接到电阻应变仪接线柱上作公共补偿。
如果测得纯弯曲梁在纯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虎克定律公式??E?，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，以验证弯曲正应力公式。
σ实=Eε
式中E是梁所用材料的弹性模量。
实
图3-16
为确定梁在载荷ΔP的作用下各点的应力，实验时，可采用“增量法”，即每增加等量的载荷ΔP测定各点相应的应变增量一次，取应变增量的平均值Δε
实验四：弯曲正应力电测实验
实验四：弯曲正应力电测实验一、实验目的和要求1．学习使用应变片和电阻应变仪测定静态应力的基本原理和方法。
2．用电测法测定纯弯曲钢梁横截面不同位置的正应力。
3．绘制正应力沿其横截面高度的的分布图，观察正应变（正应力）分布规律，验证纯弯曲梁的正应力计算公式。
二、实验设备、仪器和试件1.CLDS-2000型材料力学多功能实验台。
2.YJZ —8型智能数字静态电阻应变仪。
3.LY —5型拉力传感器。
4.直尺和游标卡尺。
三、实验原理和方法（1）理论公式：本实验的测试对象为低碳钢制矩形截面简支梁，实验台如图4-1所示，加载方式如图4-2所示。
图4-1 图4-2由材料力学可知，钢梁中段将产生纯弯曲，其弯矩大小为c PM 2∆=（1） 横截面上弯曲正应力公式为ZI My=σ （2） 式中y 为被测点到中性轴z 的距离，I z 为梁截面对z 轴的惯性矩。
123bh I Z =（3）横截面上各点正应力沿截面高度按线性规律变化，沿截面宽度均匀分布，中性轴上各点的正应力为零。
截面的上、下边缘上各点正应力为最大，最大值为WM =max σ。
（2）实测公式：实验采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，荷载大小可由电子测力仪读出。
当增加压力P ∆时，梁的四个点受力分别增加作用力2/P ∆，如图4-2所示。
为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁的纯弯曲段侧面布置了5片应变片，如4-2所示，各应变片的粘贴高度见梁上各点标注。
此外，在梁的上表面沿横向粘贴了第6片应变片，用以测定材料的泊松比μ；在梁的端部上表面零应力处粘贴了第7片温度补偿应变片，可对以上各应变片进行温度补偿。
在弹性范围内，如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度上的轴向应变，则由单向应力状态的胡克定律，即：σε=E （4）由上式可求出各点处的应力实验值。
将应力实验值σε=E 与理论值ZI My=σ进行比较，以验证弯曲正应力公式。
如果测得应变片4和6的应变满足μεε=46/则证明梁弯曲时近似为单向应力状态，即梁的纵向纤维间无挤压的假设成立。
弯曲正应力测试实验报告
弯曲正应力测试实验报告引言弯曲正应力测试是一种常用的力学实验方法，用于评估材料在弯曲条件下的性能。
本实验旨在研究材料在受到弯曲载荷时的应力分布情况，以及该应力分布对材料的破坏行为的影响。
本报告将详细描述实验的设计、操作步骤、结果分析和结论。
实验设计实验材料选择一种具有广泛应用的材料，例如常见的金属、塑料或复合材料。
确保该材料可在实验设备中进行弯曲测试。
实验设备1.弯曲测试机：用于施加弯曲载荷于样品。
2.测试夹具：用于固定和支撑样品以便进行弯曲。
3.应变测量装置：用于测量样品在受力时的应变情况。
4.弯曲测试样品：根据实验需要制备。
实验步骤1.准备弯曲测试样品：根据实验设计要求，制备符合尺寸和几何要求的弯曲测试样品。
2.安装测试样品：将测试样品固定在测试夹具上，确保样品在施加载荷时保持稳定。
3.设置弯曲测试机：根据实验要求，设置弯曲测试机的参数，例如施加载荷的大小和速率。
4.进行弯曲试验：启动弯曲测试机开始施加载荷，并记录载荷-位移曲线。
5.测量应变：使用应变测量装置，测量样品在受力时的应变情况。
6.数据记录：记录实验数据，包括载荷、位移和应变的数值。
7.多次试验：重复以上步骤，进行多次试验以获得可靠的数据。
结果分析载荷-位移曲线根据实验结果绘制载荷-位移曲线，该曲线描述了在施加弯曲载荷时材料的力学行为。
通常载荷-位移曲线会有以下几个特点：1.弹性阶段：在加載起始階段，材料呈現線性彈性行為，即施加的载荷与位移成正比关系，称为弹性阶段。
2.屈服点：超过一定载荷后，材料开始发生塑性变形，呈现非线性行为，此时称为屈服点。
3.塑性阶段：在此阶段，材料经历更大的变形，但没有发生明显的破坏。
加载卸载曲线有所差别。
4.破坏点：达到材料的极限强度时，会出现明显的载荷下降，并最终发生破坏。
应力分布根据实验测量到的应变数据，可以计算出样品在不同位置处的应力值。
通常在材料表面和截面最远处的应力最大，逐渐向内部减小。
对于不同材料和不同几何形状的样品，应力分布会有所不同。
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。
弯曲正应力测试实验报告
弯曲正应力测试实验报告弯曲正应力测试实验报告一、实验目的本实验旨在通过对材料的弯曲正应力测试，探究材料的弯曲性能及其对应的力学特性参数。
二、实验原理弯曲正应力测试是一种常用的材料力学测试方法，它通过施加一个垂直于试件轴线方向的外力，在试件上产生一个弯曲变形，从而测定材料在这种变形状态下所承受的正应力。
具体来说，当一个悬臂梁试件被施加外力时，试件会发生一定程度的挠曲变形。
根据悬臂梁挠曲理论可知，试件中心处所受到的最大弯矩M为：M = (FL)/4其中F为施加在试件上的外力，L为试件长度。
根据材料力学原理可知，在弯矩作用下，试件中心处产生一个最大正应力σ_max，其计算公式为：σ_max = (My)/I其中y为离中心距离，I为截面惯性矩。
三、实验步骤1. 将样品固定在支架上，并确保样品与支架之间无缝隙。
2. 调整试验机的加载速度和位移量。
3. 施加外力，记录试件挠曲变形程度及所受外力大小。
4. 重复以上步骤，直至得到足够多的数据。
四、实验数据处理根据实验得到的数据，可计算出材料在弯曲状态下所承受的正应力。
为了更好地理解材料的弯曲性能及其对应的力学特性参数，我们可以将实验数据绘制成图表，并进行数据分析和处理。
具体来说，我们可以通过绘制荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线以及应力-应变曲线等图表来分析材料的弯曲性能及其对应的力学特性参数。
五、实验结果分析通过对实验得到的数据进行分析和处理，我们可以得出以下结论：1. 材料在弯曲状态下所承受的正应力与施加在试件上的外力大小成正比例关系。
2. 材料在弯曲状态下所产生的挠曲变形程度与施加在试件上的外力大小成反比例关系。
3. 材料在弯曲状态下所承受的最大正应力与试件截面惯性矩成反比例关系。
六、结论通过本次弯曲正应力测试实验，我们深入了解了材料的弯曲性能及其对应的力学特性参数。
同时，我们也掌握了一种常用的材料力学测试方法，并了解了其原理和操作步骤。
在今后的学习和工作中，这些知识和技能将对我们起到重要的指导作用。
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纯弯曲梁正应力电测实验是一种常用的材料力学实验方法，用于测量梁在弯曲过程中的正应力分布情况。
本实验通过加载施加在金属横截面上的外力，测量由于弯曲产生的电势差，从而得到梁在各个截面上的正应力大小。
下面是一份纯弯曲梁正应力电测实验报告的参考内容。
实验目的：1. 理解材料在弯曲过程中的正应力分布特性；2. 掌握纯弯曲梁正应力电测实验的原理和方法；3. 学习使用实验仪器和数据处理软件。
实验仪器：1. 弯曲实验台；2. 弯曲应变计；3. 电压采集仪；4. 电压放大器；5. 计算机。
实验原理：在纯弯曲梁实验中，通过加载施加在梁上的外力，梁发生弯曲变形。
根据材料力学理论，梁在弯曲过程中会产生正应力。
实验中利用弯曲应变计测量梁在各个截面上的应变大小。
弯曲应变计通过压电效应将应变转化为电荷，产生电势差。
通过电压采集仪和电压放大器将电势差放大并记录下来，就可以得到梁在各个截面上的正应力大小。
实验步骤：1. 将要进行实验的梁固定在弯曲实验台上，调整梁的位置和姿态，使其能够正常受力并产生弯曲变形；2. 将弯曲应变计安装在梁的截面上，保证其能够准确测量应变；3. 连接弯曲应变计和电压采集仪，调整采集仪的参数，使其能够正常采集电势差；4. 将电压采集仪与电压放大器连接，调整放大器的增益，保证能够得到合适范围的电压信号；5. 开始加载外力，在加载过程中，实时记录电压采集仪采集到的电势差数据；6. 加载外力达到一定值后停止，记录下此时的电势差数据。
数据处理：1. 将采集到的电势差数据导入计算机；2. 对电势差数据进行处理，根据电压放大器的增益和弯曲应变计的灵敏度，将电势差数据转换为应变数据；3. 根据应变计的位置和梁的材料参数，计算出各个截面上的应变值；4. 利用梁的几何参数和材料参数，计算出各个截面上的正应力大小。
实验结果：根据数据处理的结果，可以得到梁在各个截面上的正应力大小的分布情况。
通过绘制应力-位置曲线，可以直观地观察梁在弯曲过程中正应力的变化趋势，并分析其特点和规律。
弯曲正应力电测实验报告
弯曲正应力电测实验报告弯曲正应力电测实验报告引言：弯曲正应力电测实验是一种常用的材料力学实验方法，通过施加外力使材料产生弯曲变形，进而测量材料在不同位置上的正应力分布情况。
本实验旨在探究不同材料在弯曲过程中的应力分布特点，并通过电测方法进行准确测量。
实验原理：弯曲正应力电测实验基于梁的弯曲理论，根据材料的弯曲变形情况，可以推导出弯曲梁上不同位置的应力分布。
在实验中，通过施加外力使梁产生弯曲，然后利用电测方法测量不同位置上的电势差，从而得到该位置上的正应力数值。
实验装置：本实验采用了一台弯曲正应力电测仪，该仪器由弯曲梁、电测电路和数据采集系统组成。
弯曲梁通常采用金属材料，如钢材或铝材，其形状可以是矩形、圆形或其他几何形状。
电测电路通过电极与弯曲梁连接，测量弯曲梁上不同位置的电势差。
数据采集系统用于记录和分析实验数据。
实验步骤：1. 准备工作：根据实验要求选择合适的弯曲梁材料，并将其固定在实验台上。
2. 施加外力：通过调节实验台上的施力装置，施加合适的外力使弯曲梁产生弯曲变形。
3. 连接电测电路：将电测电路与弯曲梁连接，确保电极与梁表面接触良好。
4. 测量电势差：打开数据采集系统，记录不同位置上的电势差数值。
5. 数据分析：根据电势差数值，计算得到不同位置上的正应力数值，并绘制应力分布曲线。
实验结果与讨论：根据实验数据，我们可以得到弯曲梁上不同位置的正应力分布情况。
通常情况下，弯曲梁的上表面受到压应力，下表面受到拉应力，而中性轴附近的应力为零。
应力分布曲线呈现出一定的对称性，符合弯曲梁的力学性质。
不同材料的弯曲正应力分布特点也有所不同。
例如，钢材的弯曲梁上应力分布相对均匀，且强度较高；而铝材的应力分布相对不均匀，容易出现应力集中现象。
这些差异可以通过实验数据进行比较和分析，为材料选择和工程设计提供参考。
实验误差与改进：在实验过程中，由于实验条件和仪器精度的限制，可能会产生一定的误差。
例如，电极与弯曲梁之间的接触电阻、电测电路的灵敏度等因素都会对实验结果产生影响。
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。
弯曲正应力电测实验报告
弯曲正应力电测实验报告
实验名称：弯曲正应力电测实验
实验时间：2020年11月
实验目的：
1、熟练掌握弯曲正应力电测实验技术；
2、了解弯曲正应力对塑料材料强度的影响。
实验内容：
本次实验的主要内容为：通过弯曲正应力电测试法，在给定的实验条件下，测试分析塑料材料的强度性能，并结合实验结果，分析塑料材料弯曲正应力的影响。
实验仪器：
1、弯曲正应力电测仪：用于测试塑料材料强度的专用仪器，能够根据试样的型号，测量出塑料材料的正应力。
2、电动拉伸机：用于测试塑料材料的拉伸强度，可以根据试样尺寸和实验条件调节力应力大小。
3、实验容器：用于保护试样，避免实验中的误差。
4、数据记录系统：记录试验的实验参数和测试结果，用于检验和分析塑料材料的强度性能。
实验步骤：
1、熟悉实验技术和实验仪器：查阅相关文献，熟悉实验原理及仪器操作。
2、准备实验样品：根据实验需要，选用合适的塑料样品，并熟
悉改变样品的尺寸和形状。
3、调试实验仪器：根据实验需要，调整电动拉伸机及弯曲正应力电测仪的参数，确保试验能够按照要求进行。
4、进行实验：按照要求，进行塑料材料弯曲正应力实验，并记录实验结果。
5、对实验结果进行分析：对实验结果进行分析，给出实验报告和总结报告，总结分析塑料材料的强度特性。
结论：
通过弯曲正应力电测实验可以熟练地掌握弯曲正应力的技术，并了解塑料材料弯曲正应力对材料性能的影响，得出塑料材料的强度特性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验四：弯曲正应力电测实验
一、实验目的和要求
1．学习使用应变片和电阻应变仪测定静态应力的基本原理和方法。
2．用电测法测定纯弯曲钢梁横截面不同位置的正应力。
3．绘制正应力沿其横截面高度的的分布图，观察正应变（正应力）分布规律，验证纯弯曲梁的正应力计算公式。
二、实验设备、仪器和试件
1.CLDS-2000型材料力学多功能实验台。
2.YJZ —8型智能数字静态电阻应变仪。
3.LY —5型拉力传感器。
4.直尺和游标卡尺。
三、实验原理和方法
（1）理论公式：
本实验的测试对象为低碳钢制矩形截面简支梁，实验台如图4-1所示，加载方式如图4-2所示。
图4-1 图4-2
由材料力学可知，钢梁中段将产生纯弯曲，其弯矩大小为
c P
M 2
∆=
（1） 横截面上弯曲正应力公式为
Z
I My
=
σ （2） 式中y 为被测点到中性轴z 的距离，I z 为梁截面对z 轴的惯性矩。
12
3bh I Z =
（3）
横截面上各点正应力沿截面高度按线性规律变化，沿截面宽度均匀分布，中性轴上各点的正应力为零。
截面的上、下边缘上各点正应力为最大，最大值为W
M =max σ。
（2）实测公式：
实验采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，荷载大小可由电子测力仪读出。
当增加压力P ∆时，梁的四个点受力分别增加作用力2/P ∆，如图4-2所示。
为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁的纯弯曲段侧面布置了5片应变片，如4-2所示，各应变片的粘贴高度见梁上各点标注。
此外，在梁的上表面沿横向粘贴了第6片应变片，用以测定材料的泊松比μ；在梁的端部上表面零应力处粘贴了第7片温度补偿应变片，可对以上各应变片进行温度补偿。
在弹性范围内，如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度上的轴向应变，则由单向应力状态的胡克定律，即：
σε=E （4） 由上式可求出各点处的应力实验值。
将应力实验值σε=E 与理论值Z
I My
=σ进行比较，以验证弯曲正应力公式。
如果测得应变片4和6的应变满足
μεε=46/
则证明梁弯曲时近似为单向应力状态，即梁的纵向纤维间无挤压的假设成立。
实验采用增量法。
每增加等量载荷ΔP ，测得各点相应得应变增量实ε∆一次。
因每次ΔP 相同，故实ε∆应是基本上按比例增加。
四、实验步骤
1.用游标卡尺和直尺分别测量矩形截面梁的宽度b 、高度h 以及载荷作用点到支点的距离a ，并记入实验记录表中。
注意两端a 值应相等，可通过移动两根拉杆的位置来保证。
2.将1到5点测量应变片以4/1桥分别接入电阻应变仪的任意5个通道的A 、B 点之间（若考虑温度补偿，则须将仪器后面板B 、1C 端子的标准120Ω电阻去掉，再将温度补偿片接入该处），将拉力传感器的四根输出线与电阻应变仪的任意通道的A 、B 、C 、D 端对应连接（全桥测量），将应变仪的通讯电缆与PC 机的COM 口连接，注意检查各接点连接是否可靠。
3．打开PC 机及应变仪的电源，预热后设置各通道参数（通道使用与否、桥型、灵敏度系数、被测物理量量纲），参数设置有两种方法：一是由应变仪键盘设定，二是由PC 机安装的测试软件用通信方式设定，建议采用第二种方法设定参数，这样比较简单快捷。
具体设定
方法请参阅附录的相关仪器使用说明书。
注意不使用的通道应设置成0，测载荷的通道量纲选KN 。
4．转动手轮将载荷卸到零，然后对各通道进行手动平衡调零，即调节各通道平衡电位器使显示为零（其中3点精确到με1±，其他点精确到με2±，测载荷的通道零位误差应不超过±0.01KN ）。
最后再进行一次自动平衡。
注意平衡调节需耐心细致，由于显示与调节之间有一定的滞后，故每次调节电位器时要稍有间隔。
5．将自动平衡后各通道的零位误差值用PC 机的测试软件接收到各通道的初始值处，即：使应变仪处于通讯状态，然后在PC 机测试软件的参数设置界面下，点击“接收参数”按钮即可。
6．在PC 机测试软件应力—应变曲线的界面下,选Y 轴为测载荷的通道号，选X 轴为测某点（3点除外）应变的通道号，然后点击“开始接收”按钮，同时按一下应变仪侧的“执行”键，以开始被测信号的实时采样。
此时即可转动手轮对梁进行分级加载。
加载时应注意观察应变仪的显示屏，在0—2.5KN 之间分五次加载，每次递增0.5KN ；由于应变仪各通道的采样不是同时工作，而是采用分时扫描方式，每个通道的工作时间只有约2秒，因此要求每次加载时的速度要快，且必须扫描到载荷的通道（由应变仪显示灯可观察到）时才加载，这样才能使软件显示的应力—应变曲线接近于一条直线；由于载荷达到稳态与软件采集速度之间存在相对滞后，因此每次加载的时间间隔不应小于两个循环扫描周期。
加载到 2.5KN 后再分级（每次递减0.5KN ）卸载到0。
加载和卸载过程重复一至两次。
7．将实验数据和应力—应变曲线保存成文档（保存前须先停止接收数据），以便进行数据处理和编写实验报告。
实验过程中应注意避免接触或接近应变片及其连接导线，不要改变连接导线的走向，以避免导线分布电容的变化对仪器稳定性的影响。
五、注意事项
认真观察、调整实验装置，确保两侧横力弯曲段长度相等。
六、思考题
1．尺寸、加载方式完全相同的钢梁和木梁，如果与中性层等距离处纤维的应变相等，问两梁相应位置的应力是否相等，载荷是否相等?
2．采用等增量加载法的目的是什么?
3．沿梁截面高度，应变怎样分布？随载荷逐级增加，应变分布按什么规律变化？中性轴在横截面的什么位置？
七、实验数据及处理
1． 按实验记录数据求出各点的应力实验值，并计算各点的应力理论值，计算相对误差。
对每一测点求出应变增量的平均值
n
i
∑∆=
∆εε实
（5）
由（4）式可知
实实∆=∆E （6）
由（2）式可知，与载荷增量ΔP 相应的应力增量理论值为
Z
I y
M ⋅∆=∆理σ （7） 2
c
P M ⋅∆=
∆ （8） 对每一测点，列表比较理σ∆与实σ∆，并计算相对误差
%100⨯∆∆-∆=
理
实
理σσσe （9）
2．按同一比例分别画出各点应力的实验值和理论值沿截面高度的分布曲线，将两者进行比较，如果两者接近，说明弯曲正应力的理论分析是可行的。
3．若计算μεε=46/，则说明梁为单向应力状态。
实验数据的记录和计算处理见下表，表中载荷的平均增量F ∆=0.5KN ，相应各点的应变平均增量为i ε∆，由于每次加载或卸载时的增量大小难以准确掌握，因此载荷以及各相应点的应变值可根据实际加载曲线按分段线性插值计算的方法计算出平均增量值。