材料力學實驗報告橋路與彎曲應力

2021-03-04 09:41:19 字數 2267 閱讀 6959

實驗名稱:橋路與彎曲應力實驗

實驗日期:2012.3.22 實驗人:***學號: ******

班級: ***xx 同組人員:***

一. 實驗目的

1. 測量矩形截面梁在橫彎時指定截面的最大應變值,比較和掌握不同組橋方式如何提高測量靈敏度的方法。並求出各種組橋方式下的橋臂係數b。

2. 測量矩形梁在橫彎條件下指定截面的應力分布規律,並與理論值進行比較。

二. 實驗裝置及儀器裝置

1.實驗裝置

本實驗是將矩形截面梁安置在wdw-3020型電子萬能試驗機上,梁的受力方式為三點彎曲。通過試驗機的控制面板操作試驗機,實現對三點彎曲梁載入,施加的載荷由控制面板讀出。在指定截面上沿梁的高度分布有9枚電阻應變片,施加到額定載荷時,由ye2539高速靜態應變測試系統自動檢測電阻應變片所感受的應變值。

裝置簡圖如圖2-7所示。

2.實驗裝置

1)wdw-3020電子萬能試驗機

2)矩形截面梁一根

3)ye2539高速靜態應變測試系統

三.實驗基本原理

在平面彎曲條件下,矩形截面梁任一截面上的應力沿高度的變化可按下式計算。

式中:m——該截面上的彎距;

jy ——截面慣性距;

z——所求點至中性軸的距離。

其最大應力產生在上、下表面,最大值為

式中w為梁的抗彎截面係數。(2-13)式是在平面假設的條件下推導出來的,是否正確可通過實驗來驗證。

本實驗指定截面的電阻應變片布置如圖(2.7)所示。在初載荷p0和末載荷pn時,通過應變儀分別讀出測量值即為初讀數ε0 和末讀數εn。

此時各片電阻片的測量應變值為δε=εn-ε0,通過σ=eε即可計算出各點的應力值。

在梁的上下表面各布置了兩枚電阻片,可利用各種組橋方式測定最大應變值,並比較各種組橋方式下的靈敏度大小。

四.實驗步驟

1. 檢查矩形截面梁的加力點位置與支座位置是否正確(以梁上刻線為準),梁的截面

尺寸由同學自己測量。

2. 根據試樣尺寸及機械效能指標計算試驗的許可載荷,並確定初載荷p0及末載荷pn,

單位為牛(n)。

3. 熟悉並掌握試驗機的操作規程及高速靜態應變測試系統的使用方法;設定試驗的

負荷定載值,該值要稍大於pn值,以便使試樣不因誤操作造成試樣的損壞。啟動

試驗機預加載荷到p0值。待儀器穩定後,通過操作計算機的控制軟體進行初始平

衡和試取樣,使測量的各通道應變初值ε0置零;然後將載荷加至pn值測量εn,

求出兩次讀數差值。共重複加解除安裝2~3次,每次 ε相對誤差不超過5%,否則應

檢查接線是否牢靠,儀器工作是否正常,排除故障然後重做。

4.用單臂組橋方法測9個應力片的ε0、εn,計算實驗△ε、σ實,理論σ理,並比較相對誤差。測量梁的尺寸資料。

5. 完成全部試驗內容,實驗資料經教師檢查合格後,卸掉載荷、關閉電源、拆下引

線、整理好實驗裝置,將所用工具放回原處後離開實驗室。

5. 試驗資料的整理及結果計算

(5)按下式計算梁的上下表面最大應力的實驗值與理論值的相對誤差

並分析產生誤差的原因。

產生分析可能誤差:

1. 儀器測定應變的精度。

2. 可能載荷的載入有誤差,不是500,5500n。

3. 應變片貼面的位置不處於均分狀態。

4. 由於彎曲應力公式中iz的計算h三次方項,因此h的測定會產生較大的誤差。

5. 應變片本身的問題,如,本實驗中第一號應變片位於上表面,在上下表面其他的三個應變片都十分接近的情況下,唯獨其乙個有較大誤差,受載荷不正對的可能性排除,因此十分有可能就是應變片自身的誤差。

七. 思考題

1.如果中性層的實測應變值不為零是由什麼原因產生的?它與相臨兩片的資料有何

關係,如何修正?

2.分析造成梁上表面或下表面兩片電阻片的實測值不相同的原因,如何修正。

3.如果試驗機壓頭不垂直與梁的表面,會對實驗結果產生什麼影響,如何利用組橋方

法消除這種影響。

4.假如乙個立柱受偏心壓縮,如何布片既能測出軸力又能測出彎距。如何組橋?

八. 實驗原始資料

1. 初載荷p

0=500n;末載荷p

n=5500n。

2. 梁的截面尺寸:h=40.38mm ;b=24.21。

3. 支座跨度l=650mm,a=200mm。

4. 電阻應變儀的靈敏係數k儀=2.0, 電阻片靈敏係數k片=2.08。

6. 試樣的彈性模量e=2.06×10^5mpa。

7. 載入速度1mm/min,接近額定載荷時0.05mm/min。

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