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纯弯梁实验


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y
三、实验原理 1.实验装置的受力分析
b
h y FQ F/2 F/2 m m a
z
a F/2 +
m—m截面:
FQ 0 M C(常数)
Fa/2 M
F/2
——纯弯曲
+
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My 理 Iz
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2.纯弯梁特点
只有正应力 ,无切应力 ,即只有弯 矩作用,无剪力作用
变,应变仪上反映的只有机 械式应变即弯矩产生的应变, 所以
接线图
ids i - t ( iM t ) - t iM
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五、实验操作步骤 1.组桥接线
将弯曲梁上被测点电阻应变片的引线端与电阻应变 仪测量通道接线端子连接 ,并在公共温度补偿的接线柱 上接入温度补偿片。
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四、实验方案
用电测法。利用贴于梁上的电阻应变片可获得被测 材料上各点的线应变。
1.梁所受载荷及电阻应变片布置情况 中性层应变片编号为1,中性层以上分别为2、4 号片,6号片在梁的上表面;中性层以下分别为3、5 号片,7号片在梁的下表面。
F/2
6 4 2 1 3 5 7
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2 .仪器操作
①打开应变仪的电源开关
根据实验要求选择桥路, 并 将应变片接入应变仪,保证 接触良好。 ②按所选择桥路处理1/4桥、半桥、全桥的短接线。
1/4桥 半桥
全桥
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③用1/4桥测试时 ●需连接B、B1端的短接片。
短接片 断开B、 B1
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●线接好后再次按“自动平衡”按钮,同时通过“通道 切换” 按钮,检查所有被测点是否都显示为“0”。每调整好 一 次设备都必须按一下“自动平衡”按钮。“自动平衡” 按 钮可重复按,直到所有测点的发光二级管都显示为“0” 3.后才可以进行加载试验。 加载记录数据 ●根据试件尺寸及机械性能指标确定该实验装置的 Fmax=2500N、F0应取10%的Fmax、所以F0=500N, 加5级载荷、所以△F =500N, ●每增加一级△F(500N)记录下对应的应变仪读数εds 。
-
h
z
y M>0

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4.利用材料拉(压)时的胡克定律 E 来研究梁纯弯时的
几何关系(平面假设)
●变形后梁的横截面仍然保持为平面,且仍 然垂直于变形后的梁轴线。 ●纵向纤维的应变 与它到中性层的 ε 距离 y 成正比即

y ρ
m2
m2 m2m2
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纯弯曲实验装置介绍与操作说明 1. 设备介绍
装置如图1所示,它由1 实验梁,2支脚,3手轮,4 箱体,5蜗杆升降装置,6传 感器,7拉杆,8压头,9承 重梁,10底座,11脚轮,12 支柱组成。 进行纯弯曲实验时先将 实验梁上被测点应变片连接 到应变仪上,再按照手轮降 或升的旋转手轮进行加载或 卸载。 极限载荷2500N。
3.弯曲正应力理论计算公式
My σ理 Iz
由弯曲正应力理论计算公式可知 (1)y不同, 不同 (2)当 y 0时, 0 即为梁的中性层处
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结论:(1) 与y 成正比; (2)中心层上、下距中心轴Z 距离相等 的各层面的大小相等、方向相反。

n2
n2 n2 n2
d c
m n
d1 c1 a1 b1
n1
a b
m1
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物理关系 ●梁纯弯时各纵向线段间互不挤压即纤维间 无正应力,每一纤维都是单向拉伸或压缩。 ●材料受力在线弹性范围内。 ●材料在拉伸和压缩时弹性模量相等。 y 由胡克定律可知 E ρ 沿截面高度正应力 按直线规律变化。
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-
M M
z
x

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y
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静力关系
在梁纯弯曲情况下横截面上的内力系最终 只归结为一个力偶矩MiZ,它也就是弯矩M。所以 ●梁纯弯曲变形时横截面上只有正应力作用。 即梁纯弯曲变形问题可简化成拉、压问题 来考虑。 ●在胡克定律中要想知道σ只要知道ε即可, E 是材料的弹性模量为定值。 结论:弯曲正应力实测公式σ=E · ε
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XL2118C力&应变综合参数测试仪 介绍与操作说明 1 .仪器介绍
应变综合参数测试仪 全 貌
(1)上面板 ●16个测量通道接线端子 (接测量片)
接测量 工作片 接公共 温度补 偿片
●和一个公共温度补 偿接线端子
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(2)前面板(操作面板) ① 力数据显示窗口。
短接片 连接B、 B1
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●将温度补偿片接入补偿接线端子,并将1/4 桥、半桥、全桥处的短接线接在1/4桥和全桥 之间。
接工作片 接公共温 度补偿片 温度补偿片
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④用半桥测试时 需断开B、B1端的短接片(温度自补偿)并将 1/4桥、半桥、全桥处的短接线接在半桥和全 桥之间。 ⑤用全桥测试时 需断开B、B1端的短接片(温度自补偿)并将 1/4桥、半桥、全桥处的短接线断开。
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图1
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2. 设备操作 ①将实验梁上应变片的连接线接到应变仪上,把连接线 整理好。 ②调整好应变仪,按设备上“降”的方向旋转手轮进行缓 慢 加载。 ③当力数据显示窗口为500N时,记下这一级载荷各应变 片的应变值,接着继续加载记数据,直到5级载荷加完。 注意:加载前检查实验梁是否在支脚的中间,若不在需调 整。压头是否压在承重梁中间。
② 设备电源开关。 ③ 测量片应变值显示窗口,每一屏只能显示6个通道。 ④ 通道切换按键。在测量状态,按键一次,当前应变测量模 块按照次序翻屏,并显示对应测点的应变值。 第一屏为CH01-CH06;第二屏为CH07-CH12;第三屏为幕 CH13-CH16;再按键返回第一屏。 ⑤ 自动平衡键。测量片和公共温度补偿片接好后,按键一次设 备全部测点的桥路自动平衡。 ⑥ 系数设定键。可对设备的灵敏系数进行设置。
(插片要插好, 螺丝要旋紧)
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2. 仪器准备
●检查应变仪面板上左边LED测力发光二级管的力单位 标志点是否在“N”上
●按一下应变仪面板右下方的“自动平衡”键,若右 边的6个LED发光二级管中某一个发光二级管显示为“--”时,则表示该测点的应变片未接好需重新接线。
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4.设备整理与数据检查
做完实验后,卸掉载荷。 从应变仪上拆下各应变片和温度补偿片的连接线 并将线整理好方在实验桌上 。 关闭设备电源,整理好所用仪器设备,清理实验 现场,将所用仪器设备复原。 实验数据交指导教师检查签字。
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纯弯曲实验
一、实验目的 1.研究梁纯弯曲的截面上正力分布规律; 2.将实测应力值与理论计算值进行比较, 验证弯曲正应力的计算公式 ; 3.了解电测应变法的原理及仪器的使用。 二、实验仪器设备 1.纯弯曲实验装置;(点击查看设备) 2. XL2118C型力/应变综合参数测试仪。(点击查看设备)
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10 10
F/2
中性层
20
20
15 320 620
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15
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2.选择桥路
实验采用半桥公共温度补偿的方法 即:
●在电阻应变仪的AB
桥臂上接 入工作片R(1—7片)。 ●在公共温度补偿的接线柱 上接入温度补偿片Rt。
●这样消除了温度产生的应 A1
B Rt C R7 A7
R1
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