等強度梁試驗

一、實驗目的

1、認識和熟悉等強度梁的概念和力學特點。

2、測定等強度梁上已貼上應變片處的應變，驗證等強度梁各橫截面上應變

（應力）相等。

3、通過自己設計實驗方案，尋找試驗需要的儀器裝置，增強自己的試驗設計和動手能力。

二、實驗裝置

1、微機控制電子萬能試驗機。

2、靜態電阻應變儀。

3、游標卡尺、鋼尺。

三、實驗原理

為了使各個截面的彎曲應力相同,則應隨著彎矩的大小相應地改變截面尺寸,以保持相同強度的梁,這種梁稱為等強度梁。其原理為：等強度梁如圖所示，懸臂上加一外載荷f，距載入點x處的截面的力矩m=fx,相應斷面上的最大應力為

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其中，f為懸臂端上的外荷載，x為應變片重點距離載入點的距離，b為試件的寬度，h為試件的厚度，i為截面慣性矩。

所謂的等強度，就是指各個斷面在力的作用下應力相等，即σ不變，顯然，當梁的厚度h不變時，梁的寬度必須隨x的變化而不停的變化。

根據，等強度梁應力相等就相應的轉變為應變相等。梁的彈性模量e=200gpa，μ=0.28。

本次試驗通過靜態應變儀測量各個測點的應變的大小驗證梁為等強度梁。在梁的正反面對稱布置了8個應變片。力的載入通過電子萬能試驗機施加。試驗裝置見下圖：

四、實驗步驟

1、試件準備。按照黏貼應變片和等強度梁試驗的要求，黏貼好應變片。接著測量試件尺寸，以及各個測點到載入點的距離。

2、接通應變儀電源，將等強度梁上所測各點的應變片和溫度補償片按1/4橋接線法接通應變儀，並調整好所用儀器裝置。

3、試驗載入。編制試驗方案，開始試驗，記錄相應的應變資料。

5、完成全部試驗後，卸除荷載，關閉儀器裝置電源。整理實驗現場。

五、實驗資料記錄與處理

表1：原始尺寸**（mm）

表2：試驗測量應變資料

由於剛開始準備試驗時沒能正確理清試驗方案，第1、5測點並沒有貼在截面變化處，根據試驗測試結果也可以知道，測量得到的應變偏小，故捨去第1、5測點的試驗資料。

表3：各測點應變理論值

表4：各測點應變相對誤差

對根據表2、3、4可知：

1、根據表2可知，測點1、5的資料因為粘結在非變截面處，所以資料明顯相對其他通道偏小，故不採用。同時，測點2相對其他測點資料較小，原因可能是應變片貼歪了導致出現了問題。

2、根據表4可知，理論值和試驗值的相對誤差總體偏小，除了測點2以外，其他測點的相對誤差都保證在13%以內，故可以驗證試驗時採用的梁為等強度梁。

六、實驗總結

1、粘結應變片之前未能充分理解等強度梁實驗的原理，導致兩個測點的應變片未能發揮作用，做了無用功。對於這種需要自己準備試驗方案和試驗材料的試驗，要在充分做好準備的情況下才能開始試驗。對於影響試驗精度的步驟要格外的注意，盡量把人為的誤差降到最低

2、通過這次試驗，對等強度梁這個概念和梁的性質有了乙個充分的認識和理解，也很好的鍛鍊了自己的動手能力。