门式刚架实验报告

门式刚架应力、应变检测实验报告

姓名：俞选明学号：510154014 地点：C2-337

一、实验目的：

1．学习和账务应变片粘贴方法

2．学习应变检测仪器设备的使用和数据处理方法

3．对不同加载次序的检测结果进行对比分析，理解力的叠加原理

4．根据实验结果绘制门式刚架弯矩图，并与理论计算结果进行比较。

二、实验过程及步骤

1．模型几何参数与应变片位置选择（参考下图）

图1 模型几何尺寸及测点位置说明

2．应变片的粘贴（粘贴方法）

（1）先进行刚架的尺寸测量

（2）然后选定位置，此次我们选择了7处（如图1）（3）使用砂纸在选定区域以45°交错摩擦

（4）使用酒精棉进行清洗

（5）电吹风吹干

（6）使用502胶水将应变片贴片，最后赶压

（7）使用电表测试应变片是否导通

（10）焊接导线

3．测试系统图示

计算机及控制软件 DH-3815N

数据采集

主控器

门式刚架实验

模型

传感器

接线箱

实验检测系统示意图

左边为DH-3815N数据采集主控器，右边为传感器接线箱

4．加载方式及过程

荷载类型：集中荷载，荷载编号：1号1.975kg，2号1.96kg，3号1.965kg 加载步骤：顺序2+1+3，逐个增加

数据采集软件界面

三、数据处理

1．门式刚架截面特性计算(抗弯截面模量W、截面面积A) 公式：W=(b*t^2)/6 A=b*t 弹性模量E=210 GPa

δ⨯

ε

M⨯

=δ

=E，W

应变结果再乘以10的负6次方

W=(37.04×5.9^2)÷6×10^－9=2.1547×10^－7 m3

A=37.04×5.9×10^－6=2.185×10^－4 ㎡

ε

δ⨯

=E

=δ(3,4,5测点)

M⨯

W

M=(ɛ－N÷A÷2)×W (1,2,6,7测点)

2．荷载条件下各测点应变、应力、弯矩表

第一次加荷载N=19.208N

测点编号应变应力(Pa) 弯矩(N.m)

1 -12.5×10^－62625000 0.556

2 30.77×10^－66461700 1.383

3 26.92×10^－65653200 1.218

4 54.81×10^－611510100 2.480

5 21.15×10^－64441500 0.957

6 28.85×10^－66058500 1.296

2221800 0.469

7 -10.58×10^－

6

测点编号应变应力(Pa) 弯矩(N.m)

第二次

加荷载 N=38.563N

1 -23.08×10^－6

4846800 1.241 2 62.5×10^－6 13125000

2.809 3 50.96×10^－6 10701600 2.306 4 112.5×10^－6 23625000 5.090 5 45.19×10^－6 9489900 2.045 6 62.5×10^－6

13125000

2.809 7

-21.15×10^－6

4441500 0.938

测点编号

应变 应力(Pa 弯矩(N.m) 1 -35.58×10^－6

7471800 1.581 2

93.27×10^－6 19586700

4.192

最终加

载

N=57.82N

横梁上3、4、5点的弯矩与应力计算公式为：W

M =

σ 柱子上1、2、6、7点的弯矩与应力计算公式：A

N

W M +=

σ，其中N 为最大荷载的1/2。

3 78.85×10^－6 16558500 3.568

4 163.46×10^－6

34326600 7.39

5 67.31×10^－

6 14135100 3.046

6 92.31×10^－6 19385100 4.17

7 7

-32.69×10^－6

6864900

1.451

3．根据各测点的弯矩值，绘制弯矩图

4．采用结构力学方法计算各测点处的弯矩，并进行对比。

如上图所示，根据结构力学中的位移法求解门式钢架的弯矩

P=57.82N L=0.974m

1,7测点的弯矩W=P×L÷24=1.913 N.m 实验测得分别为1.581与1.451

测点2,3,5,6处弯矩W=P×L÷12=3.826 N.m 实验测得分别为 4.192，3.568, 3.046，4.177

测点4处弯矩W=P×L÷6=7.652 N.m 实验测得分别为7.39 （单位：N.m ）对比总结：

由于手工操作贴应变片和粘贴位置有误差，实验测得数据与理论计算得到的弯矩相差无几。

其中2,3,5,6测点弯矩理应相等，应变片粘贴位置距离有误差，所以有差别，在误差范围内。测点1,7,4 误差较小。

总的来说本次门式钢架弯矩测试实验比较成功。在这次实验中我们学会了应变片的粘贴和数据的测得与处理，还理解了门式钢架的内力分布，理论与实践相结

合。