纯弯曲实验报告
载荷
节点
-500N/-503N
-996N/-1003N
-1498N/-1497N
-1994/-2000N
6
-112
-206
-298
-382
-100
-196
-284
-378
平均值
-106
-201
-291
-380
7
-50
-96
-140
-182
-50
-96
-140
-186
平均值
-50
-96
-140
-184
2DH3818静态应变测试仪1件
三、实验原理
(1)受力图
主梁材料为钢梁,矩形截面,弹性模量E=210GPa,高度h=40.0mm,宽度b=15.2mm。旋动转轮进行加载,压力器借助于下面辅助梁和拉杆(对称分布)的传递,分解为大小相等的两个集中力分别作用于主梁的C、D截面。对主梁进行受力分析,得到其受力简图,如图1所示。
3、按照上述步骤完成了第一遍测试后卸掉荷载再来一遍。
4、整理实验器材,完成实验数据记录。
六:实验数据与数据处理:
载荷
节点应变( )
-500N/-503N
-996N/-1003N
-1498N/-1497N
-1994/-2000N
1
-62
-114
-166
-212
-56
-110
-158
-210
平均值
-59
其中CD段为纯弯曲, ,其中P为载荷,a为AC段的距离。AC段中的部分, ;a=150mm,c=75mm.代入计算
在纯弯矩段理论上 ,实际上 ,其中误差
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载荷
节点位置
节点应力( )
501.5N
999.5N
1497.5N
1997N
1
理论值
-4.63968
8
2
12
16
22
0
12
16
22
平均值
1
12
16
22
9
60
122
180
234
62
122
176
234
平均值
61
122
178
234
10
114
218
332
422
108
216
318
426
平均值
111
217
325
424
其中矩形截面,弹性模量E=210GPa,高度h=40.0mm,宽度b=15.2mm,我们可以算得
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实验二:梁的纯弯曲正应力试验
一、实验目的
1、测定矩形截面梁在只受弯矩作用的条件下,横截面上正应力的大小随高度变化的分布规律,并与理论值进行比较,以验证平面假设的正确性,即横截面上正应力的大小沿高度线性分布。
2、学习多点静态应变测量方法。
二:实验仪器与设备:
1贴有电阻应变片的矩形截面钢梁实验装置1台
相对误差
0.77369
0.77744
0.77566
0.77494
3
理论值
0
0
0
0
测量值
0
0.0420
0.0420
0.0420相对误差n Nhomakorabeaninf
inf
inf
4
理论值
2.31984
4.62349
6.92714
9.23772
测量值
0.5460
1.1340
1.6170
2.1630
相对误差
0.76463
0.75473
-112
-162
-211
2
-26
-50
-76
-98
-24
-48
-72
-100
平均值
-25
-49
-74
-99
3
0
2
2
4
0
2
2
0
平均值
0
2
2
2
4
28
54
78
104
24
54
76
102
平均值
26
54
77
103
5
56
106
156
202
52
106
152
202
平均值
54
106
154
202
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力臂 150.0 ,横力弯曲贴片位置 75.0
贴片位置
0
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(6)误差分析
两者误差
四、试样的制备
由教师完成。
五、实验步骤
1、开始在未加载荷的时候校准仪器。
2、逆时针旋转实验架前端的加载手轮施加载荷。加载方案采用等量加载法,大约500N为一个量级,从0N开始,每增加一级载荷,逐点测量各点的应变值。加到最大载荷2000N;每次读数完毕后记录数据。
(2)内力图
分析主梁的受力特点,进行求解并画出其内力图,我们得到CD段上的剪力为零,而弯矩则为常值,因此主梁的CD段按理论描述,处于纯弯曲状态。主梁的内力简图,如图2所示。
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(3)弯曲变形效果图(纵向剖面)
(4)理论正应力
根据矩形截面梁受纯弯矩作用时,对其变形效果所作的平面假设,即横截面上只有正应力,而没有切应力(或 ),得到主梁纯弯曲CD段横截面上任一高度处正应力的理论计算公式为
-9.24698
-13.8542
-18.47545
测量值
-1.2390
-2.3520
-3.4020
-4.4310
相对误差
0.73295
0.74564
0.75444
0.76016
2
理论值
-2.31984
-4.62349
-6.92714
-9.23772
测量值
-0.5250
-1.0290
-1.5540
-2.0790
0.76657
0.76585
5
理论值
4.63968
9.24698
13.8542
18.47545
测量值
1.1340
2.2260
3.2340
4.2420
相对误差
0.75558
0.75927
0.76657
0.77039
6
理论值
-9.27936
-18.4939
-27.7085
-36.9509
测量值
-2.2260
根据矩形截面梁纯弯曲时变形的平面假设,即所有与纵向轴线平行的纤维层都处于轴向拉伸或压缩。所以横截面上各点均处于单向受力状态,应用轴向拉伸时的胡克定律,即可通过实际测定各点的应变值,从而计算出不同高度处相应的正应力实验值,我们有
这里, 表示测量点, 为材料弹性模量, 为实测应变。
有关的参数记录
梁截面 15.2 , 40.0
-4.2210
其中, 为CD段的截面弯矩(常值), 为惯性矩, 为所求点至中性轴的距离。
(5)实测正应力
测量时,在主梁的纯弯曲CD段上取5个不同的等分高度处(1、2、3、4、5),沿着与梁的纵向轴线平行的方向粘贴5个电阻应变片,如图4所示。
在矩形截面梁上粘贴上如图5.3所示的2组电阻应变片,应变片1-5分别贴在横力弯曲区,6-10贴在纯弯曲区,同一组应变片之间的间隔距离相等。
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根据应变电测法的基本原理,电阻应变片粘贴到被测构件表面,构件在受到外载荷作用,发生变形,应变片因感受测点的应变,而同步发生变形,从而自身的电阻发生变化。电阻应变仪通过设定的桥接电路的测量原理,将应变片的电阻变化转换成电信号(物理信号转换成电信号),最后通过应变仪内部自带的存储器和计算器(具有设定的程序计算公式),进行反馈计算输出应变值。