弯曲正应力实验报告.docx
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弯曲正应力实验报告
弯曲正应力实验报告
一、实验目的
1、用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变(正应力)分布规律;
2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。
3、初步掌握电测方法,掌握1/4桥,1/2桥,全桥的接线方法,并且对试验结果及误差进行比较。
二、实验仪器和设备
1、多功能组合实验装置一台;
2、TS3860型静态数字应变仪一台;
3、纯弯曲实验梁一根。
4、温度补偿块一块。
三、实验原理和方法
弯曲梁的材料为钢,其弹性模量E=210GPa,泊松比μ=0.29。
用手转动实验装置上面的加力手轮,使四点弯上压头压住实验梁,则梁的中间段承受纯弯曲。
根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设,可得到纯弯曲正应力计算公式为:
式中:
M为弯矩;
为横截面对中性轴的惯性
2、检查压力传感器的引出线和电子秤的连接是否良好,接通电子秤的电源线。
检查应变仪的工作状态是否良好。
分别采用1/4桥,1/2桥,全桥的接线方法进行测量,其中1/4桥需要接温度补偿片,1/2桥通过交换接线方式分别进行两次试验来比较试验结果。
3、根据梁的材料、尺寸和受力形式,估计实验时的初始载荷
(一般按
确定)、最大载荷
(一般按
确定)和分级载荷
(一般按加载4~6级考虑)。
本实验中分四次加载。
实验时逐级加载,并记录各应变片在各级载荷作用下的读数应变。
4、实验完毕后将载荷卸掉,关上电阻应变仪电源开关,并请教师检查实验数据后,方可离开实验室。
五、数据处理
1、原始数据。
其中a=80mmb=19.62mmh=39.38mm
1/4桥
荷载(N)
测点一
测点二
测点三
测点四
测点五
一次加载
400
-15
-6
0
7
15
二次加载
600
-22
-10
0
11
24
三次加载
800
-29
-13
1
15
31
四次加载
1000
-36
-16
3
18
39
五次加载
1200
-44
-19
2
21
46
测点一
测点二
测点三
测点四
测点五
7.25
3.25
0.5
3.5
7.75
(KPa)
152.25
68.25
10.5
73.5
162.75
测点一
测点二
测点三
测点四
测点五
Y(mm)
19.69
9.845
0
9.845
19.69
(KPa)
157.75
78.88
0
78.88
157.75
相对误差=|
|×100%
测点一
测点二
测点三
测点四
测点五
相对对误差
3.49%
13.4%
6.82%
3.17%
在梁的中性层内,因
,只需计算绝对误差,绝对误差=10.5KPa。
1/2桥
(1)
荷载(N)
测点一五
测点二四
一次加载
400
-31
11
二次加载
600
-46
19
三次加载
800
-60
27
四次加载
1000
-75
34
五次加载
1200
-89
40
测点一五
测点二四
14.5
7.25
(KPa)
304.5
152.25
*2
测点一五
测点二四
Y(mm)
19.69
9.845
(KPa)
315.5
157.76
相对误差=|
|×100%
测点一五
测点二四
相对对误差
3.49%
3.49%
1/2桥
(2)
荷载(N)
测点一五
测点二四
一次加载
400
31
-10
二次加载
600
47
-18
三次加载
800
62
-25
四次加载
1000
77
-33
五次加载
1200
89
-41
测点一五
测点二四
14.5
7.75
(KPa)
304.5
162.75
*2
测点一五
测点二四
Y(mm)
19.69
9.845
(KPa)
315.5
157.76
相对误差=|
|×100%
测点一五
测点二四
相对对误差
3.48%
3.16%
全桥
荷载(N)
测点
一次加载
400
12
二次加载
600
21
三次加载
800
27
四次加载
1000
37
五次加载
1200
42
测点
7.5
(KPa)
157.5
测点一
测点二
测点三
测点四
测点五
Y(mm)
19.69
9.845
0
9.845
19.69
(KPa)
157.75
78.88
0
78.88
157.75
相对误差=|
|×100%
=Δσ1+Δσ5+Δσ2-Δσ4=157.74KPa
测点
相对对误差
0.15%
六、实验小结
1、通过1/4,1/2桥,全桥各种接法以及结果分析,我们可以发现,全桥接法是误差最小的,其次是1/2桥,最后是1/4桥,在1/2桥接法中,我们还把接线反接过来,最后得出的误差和未反接相差不大。
2、弯曲试验是测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验,是材料机械性能试验的基本方法之一。
本试验采用地塑性材料,检测其延展性和均匀性展性和均匀性,为冷弯试验。
3、试验的误差主要来源于试样的安装,试样安装时一定要在同一平面内,否则荷载不是垂直作用在试样上,造成误差。
还有就是试样应变片陈旧,造成测量不准。
4、荷载采用等荷加载方式,便于计算比较。
5、试样测量平面为弯矩最大平面,在该平面上分五点测量,在中性层上的点的理论应变为零,多点测量能较好的掌握试样的应变情况。
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