等强度梁弯曲正应力实验

等强度梁多点弯曲正应力测定实验一、实验目的1.测定等强度梁弯曲正应力在长度方向不同位置的分布情况2.练习多点应变测量方法，熟悉掌握应变仪的使用二、实验仪器设备与工具1.材料力学组合实验台中等强度梁实验装置与部件2.2118XL系列静态电阻应变仪3.游标卡尺、钢板尺三、实验原理与方法实验装置使用实验台上等强度梁及附件，试件使用变截面矩形实验梁如图1所示。实验梁的截面面积随测试点的位置进行比例变化，实现在相同载荷下不同截面产生的断面应力一致，即实现实验梁的等应力。本实验主要是通过电测法进行等强度梁弯曲应力的测定。等强度梁为悬臂梁式如图1。当悬臂梁上加一个载荷P时，距加载点x距离的断面上弯距为：PxMx图1等强度梁贴片图相应断面上的最大应力为：WPx式中：W——抗弯断面模量，断面为矩形，bx为宽度，h为厚度，则：62hbWx因而，hbPxhbPxxx2266所谓等强度，即指各个断面在力的作用下应力相等，即值不变。显然，当梁的厚度h不变时，梁的宽度必须随着x的变化而变化。梁有效长度段的斜率0625.0tga四、实验步骤1.设计好本实验所需的各类数据表格。2.测量等强度梁的有关尺寸，确定试件有关参数。见附表1R2R1R5R3R4R1,R3R2,R4R53.拟订加载方案。估算最大载荷Pmax(该实验载荷范围≤50N)，分3~5级加载（每级10N））。4.实验采用多点测量中半桥单臂公共补偿接线法。将等强度梁上选取的测点应变片按序号接到电阻应变仪测试通道上，温度补偿片接电阻应变仪公共补偿端。5.按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。6.实验加载。加载前。记下各点应变片初读数，然后逐级加载，每增加一级载荷，依次记录各点应变仪的εi，直至终载荷。实验至少重复三次。见附表27.作完实验后，卸掉载荷，关闭仪器电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。五、注意事项1.测试仪未开机前，一定不要进行加载，以免在实验中损坏试件。2.实验前一定要设计好实验方案，准确测量实验计算用数据。3.加载过程中一定要缓慢加载，不可快速进行加载，以免超过预定加载载荷值，造成测试数据不准确，同时注意不要超过实验方案中预定的最大载荷，以免损坏试件；该实验最大载荷50N。4.实验结束，一定要先将载荷卸掉，必要时可将加载附件一起卸掉，以免误操作损坏试件。5.确认载荷完全卸掉后，关闭仪器电源，整理实验台面。附表1（试件相关参考数据）梁的尺寸和有关参数距载荷点x1处梁的宽度bx1=22mm距载荷点x2处梁的宽度bx2=30mm梁的厚度h=5mm载荷作用点到测试点x1距离x1=220mm载荷作用点到测试点x2距离x2=300mm弹性模量E=206GPa=206*109Pa泊松比μ=0.26附表2（实验数据）载荷NP051015P0555实验数据µε1p060120180p0606060p602p0-60-120-180p0606060p603p060120180p0606060p604p0-60-120-180p0606060p605p0-16-32-48p0161616p16六、实验结果处理1.理论计算最大载荷时：MPaPxhbx36005.0022.022.015662211MPaPxhbx36005.003.03.01566222222.实验值计算最大载荷时：E最大MPaE3610180102066-9最大3.理论值与实验值比较％理实理1004.验证计算金属材料的泊松比：26.060161均5均七、结论等强度梁的确能在工件受到弯矩的作用时，使梁各横截面上的最大正应力都相等，并均匀达到材料的许用应力。八、思考题：等强度结构设计原因1，节省材料，最大限度的提高材料的利用率。2，提高结构的承载力，使结构更加安全。3，节省空间，降低自重，提高结构的使用性。