弯曲挠度比较实验实验1

0 . 4 9
编号
及
应变 传感 灵敏度 规 器 应 变规 误差 千 分表 误差
弯曲
梁
应变规
参数
梁测应变
标矩
传号
刀口
q
测µε
增量
µε
换算
误差
表µε
换算
误差
1
67
200
2
10
1291
45
0.035
174
70
4.05
200
66.67
-0.5
1
67
200
2
10
1291
45
0.035
174
70
4.05
200
E
（GPa）
（mm） （mm4 ）
材料
数值
20
40
620
210
45#钢
2、应变片的基本参数
标 距
电阻值
灵敏系数
2×4mm
120±0.5
2.17
3、自己写的生活中的力学创新实验
• • • • • 要求： 全班所写的实验每人一个，不能重复。 用A4纸抄写交上， 并有电子版本。 都汇总在班长处，统一交上来。
四、实验步骤
• 8、根据加载方案，0.2KN应变规仪器调零， 分别加载0.4、0.6、0.8、1.0、1.2KN，读 取应变规仪器上的应变值。应变除以应变 轨传感器的灵敏度，即得到每级载荷对应 的位移值。 • 9、比较千分表、梁位移传感器、应变规位 移传感器所测位移值，并计算其误差大小。
五、实验报告
• 1、测定（或记录）梁的相关尺寸； • 2、把作为位移传感器的工作片用半桥 （或1/4桥）接在应变仪的A、B端接 线柱上，补偿片接在补偿接线柱上。 开启应变仪，预热五分钟。根据应变 片灵敏系数k片调应变仪灵敏系数k仪； • 3、将千分表安在梁中间上表面，压下 0.5mm左右；
• • •
•
四、实验步骤 4、将载荷加到0.2KN，应变仪调零，千分 表计下初读数； 5、将载荷加到1.2KN，应变仪上读取应变 值； 6、千分表上读取位移终值。用位移增量除 以应变值，得到梁位移传感器的灵敏度。 7、根据加载方案，0.2KN调零，分别加载 0.4、0.6、0.8、1.0、1.2KN，读取7点的应 变值。应变除以梁位移传感灵敏度，即得 到每级载荷对应的位移值。
• •
y = 1
- 20×10-3米
M yi 理 IZ
理1 实1 理1
注意：力的单位用N；尺寸用米；应力用MPa
相对误差
100

• 2正应力 • 测点2实验值：
•
= -7×（10-6） ×210 ×（109）
• 测点1理论值:y2= -10×10-3米
相对误差
本次实验
• 弯曲挠度比较实验
一、实验目的
• 1、用电测法测量受纯弯曲梁的挠度，验证 挠度的理论计算公式的正确性。 2、学习电阻应变仪使用操作方法 • 3、用三种方法测量纯弯曲梁的挠度力，并 进行比较。 •
二、实验设备和装置
弯曲实验装置 静态应变仪 自校应变规
应变片（应变规）粘贴 位置及弯矩图
• 电阻应变仪读数（（µε）×10-6 ）
序 号
荷载P（kN）
累计 增量 0.2 0.2
测点1
累计 ε1 0 -13 -12 -25 -38 -52 -13 -14 -13 1 3 增量 △ ε1 -13
测点2
累计 ε2 0 -7 -7 -14 -21 -27 -6 -33 2 7 -7 -6 增量 △ ε2 -7
测 编 应 号 变
传感 位 所测 口 器 应 距 灵 变 离 敏 µ m 度 ε m q
移应变µε 增 （位移 量 增量mm/ m 标距） m
换
千分表应变µε 算 误 （位移增 应 差 量mm/标距） 变
wk.baidu.com
换 算 误 应 差 变
69
0.0 1 67 200 2 10 1291 45 3 174.2835012 5 .4 7 1 3 4 66 . 0 5 200 . 6 7
• 测点1理论值： • △M=△P ×a=0.2 ×1000 ×150 ×10-3
• •
y = 1
相对误差
理1 实1 理1
理 2
M yi IZ
100 /

- 20×10-3米
注意：力的单位用N；尺寸用米；应力用 MPa
• 2点正应力 • 测点2实验值：
试件编号 内径 外径 弹性模量E
（GPa）
测点距自 由端距离 L1 34 加力臂 长度 L2 40 材质 70 泊松比µ
200 300 铝材 0.33
本次实验 • 1、弯曲挠度比较实验
下一次实验
• *压痕深浅与硬度提高的研究型实验 • **铸铁的剪切实验
下一次实验 • 1、复杂应力状态下力学参
66.67
-0.5
1
67
200
2
10
1291
45
0.035
174
70
4.05
200
66.67
-0.5
1
67
200
2
10
1291
45
0.035
174
70
4.05
200
66.67
-0.5
误差表说明
• • • • • • • 1、位移增量=所测应变/传感器灵敏度q； 2、应变=位移增量/标距； 3、应变规中心到梁表面换算公式： X1=(（H/2）×X2)/h2 4、千分表中心到梁表面换算公式： X1=(（H/2）×X3)/h3 5、误差计算=（（换算值-梁测应变）/梁测 应变） ×100％
• 实验报告自拟
实验原理
理
M yi IZ
理论上已知梁承受纯弯曲时的正应力公式为：
式 中：σL 为正应力， M
为作用在横截面上的 弯矩， △ M=(△P/2)a ，距中性轴距离 yi （ i=1 、 2、3、4、5）， Iz =bh3/12 为梁横截面对中 性轴的惯性矩。 y1=-y5=-h/2; y2=-y4=-h/4; y3=0.
• 4、测应变千分表加初载荷时，计初读数。 及标距距离。 • 5、按加载方案加载，分别记录相应的数值。
• 6、对梁加初载荷0.2 kN应变仪调 零，用增量法分别加0.4、0.6、 0.8、1.0、1.2kN，分别读取1点应 变值； • 7、实验完毕后，计算相应的应力 及误差分析。
五、实验报告
• 实验报告自拟
梁的基本参数及电阻应变片规格
1、梁的基本参数及电阻应
名称 数值
b
（mm）
h
（mm）
L
（mm）
a
（mm）
I
（mm4 ）
E
（GPa）
材料
20
40
620
150
210
45#钢
2、应变片的基本参数
标 距
电阻值
灵敏系数
2×4mm 120±0.5
2.17
四、实验步骤
• 1、测定（或记录）梁、应变规及千分表中心到 梁中心位置的相关尺寸； • 2、把工作片分别用半桥（或1/4桥）接在应变仪 的A、B端接线柱上，补偿片接在补偿接线柱上。 开启应变仪，预热五分钟。根据应变片灵敏系数 k片调应变仪灵敏系数k仪；加初载荷，调零。 • 3、根据刀口距离安装相应的应变规。应变规用 全桥接入应变仪，并与计算机相连，进入程序， 进行设置，加初载荷时，进入测试并调零。
累计
增量
累计
增量
累计
增量
累计
增量
累计
增量
累
增量 计
格× 0.001
Р
△Р
ε1
△ε1
ε2
△ε2
ε3
△ε3
ε4
△ε4
ε5
△ε5
累计
增量
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
六、数据处理
• 1正应力 • 1点正应力 • 测点1实验值：
•
理
=-13×（10-6） ×210 ×（109）=-2.73MPa
P 千分表 2 千分表 应变规 P 2
中性轴 工作片 R5
工作片
h
b
150 温度补偿片
应变规 620
150
千分表
应变规
M=(P/2) a
应变规
千分表读数方法
最大挠度公式：
△P a 2 2 f (3 L 4 a ) 48 E I
•式中: •ΔP=0.2kN
四、实验步骤
1
2 3 4 5
0.2
0.4 0.6 0.8 1.0
1.2
0.2 0.2 0.2
6
平均
P 0 .2
1
_
-65
六、数据处理
• 1正应力 • 测点1实验值：
• =-13×（10-6） ×210 ×（109）=-2.73MPa
• 测点1理论值： • △M=△P ×a=0.2 ×1000 ×150 ×10-3
4 5
6 7 8 9 10
10 15
15 20 20 10 15
1186 1313
1281 1206 1216 1489 1284
11
20
998
梁编号 纯 弯 梁 曲 梁 应 应
及 参 变 数 规 传 变 规 标 矩
应变 传感 灵敏度 规 器
应 变 误 千 规 差 分 误 表 差
刀
感 器 编 号
梁
1、梁的基本参数
名称 数值 b 20 h 40 L 620 a 150 I
（mm4 ）
E
（GPa）
（mm） （mm） （mm） （mm）
材料 45#钢
210
2、应变片的基本参数
标 距
2×4mm
电阻值
120±0.5
灵敏系数
2.17
应变记录表
应 变 仪 读 数 µε 千分 表读
载荷 （kN） 1 2 3 4 5 数 (mm)
理2 实2 理2
100
纯弯矩截面正应力分布
上表面
中性轴
下表面
材料力学实验报告
• 学生姓名 系 专业 班、 任课教师 • 日期 年 月 日 周、星期 室温 指导老师 • 电测梁弯曲实验 • 一、实验目的 • 二、实验设备 • 三、绘制电测梁的弯曲实验装置简图和弯 矩图
四、梁的基本参数及电阻应变片规格：
• 数测试综合测试实验
• 2、疲劳实验
3、自己写的生活中的力学创新实验
• • • • • 要求： 全班所写的实验每人一个，不能重复。 用A4纸抄写交上， 并有电子版本。 都汇总在班长处，统一交上来。
梁的基本参数及电阻应变片规格
1、梁的基本参数及电阻应
名称
b
（mm）
h
（mm）
L
（mm）
a 150
I
0 . 4 9 8
69
0.0 1 67 200 2 10 1291 45 3 174.2835012 5 .4 7 1 3 4 66 . 0 5 200 . 6 7
0 . 4 9 8
69
0.0 1 67 200 2 10 1291 45 3 174.2835012 5 .4 7 1 3 66 . 0 5 200 . 6 7
实验原理
试验应力根据虎克定律：
•
实 E i 实
• （i=1、2、3、4、5） 式中：σ实 为试验所测正应力，E=210GPa 为 试样材料的弹性模量，ε为试验所测得的应变。
自校规应力计算 自校应变规传感器灵敏度
传感器编号 刀口距离mm 1 15（10） 2 3 10 10 传感器灵敏度q 1106µε /mm 1291 1217
•
应变记录表
应 变 仪 读 数
µε
千分
表读
载 荷 累
（kN） 增量 △Р 累
1 增 累
2 增 累
3 增 累
4 增
5 累
数
(mm)
计
Р 0.2 0.4
计
ε1 △ε
量
1
ε2
计
量
△ε2 ε3
计
量
△ ε3 ε4
计
量
△ ε4 ε5
0.001 增量 格× 计
△ ε5
累 计
增
量
0.6
0.8
1.0
1.2
数据表的填写格式
梁的基本参数及电阻应变片规格
1、梁的基本参数及电阻应
名称 数值
b
（mm）
h
（mm）
L
（mm）
a 150
I
E 210
（mm） （mm4 ） （GPa）
材料 45#钢
20
40
620
2、应变片的基本参数
标 距 2×4mm
主应力尺寸及应变片的基本参数
电阻值 120±0.5
单位： mm
灵敏系数 弯曲2.17（主应力2.12）
•
相对误差
理 2 实 2
100
= -7×（10-6） ×210 ×（109）
• 测点1理论值:y2= -10×10-3米
七、误差原因分析
1、仪器误差； 2、尺寸误差； 3、导线电阻误差； 4、灵敏系数误差；