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1、ABCDLaa1Lb2F2F2Fh实验四矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验一、实验名称矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验二、实验目的1学习使用电阻应变仪，初步掌握电测方法；2测定矩形截面梁纯弯曲时的正应力分布规律，并与理论公式计算结果进行比较，验证弯曲正应力计算公式的正确性。三、实验设备1WSG80 型纯弯曲正应力试验台2静态电阻应变仪四、主要技术指标1矩形截面梁试样图 1 试样受力情况材料：20 号钢，E=20810 9Pa；跨度：L=600mm，a=200mm，L 1=200mm；横截面尺寸：高度 h=28mm，宽度 b=10mm。2载荷增量载荷增量 F=200N（砝码四级加载，每个砝码重 1
2、0N 采用 1：20 杠杆比放大） ，砝码托作为初载荷，F 0=26 N。3精度满足教学实验要求，误差一般在 5%左右。五、实验原理如图 1 所示，CD 段为纯弯曲段，其弯矩为 ，则 ，Fa21Mm6N.20。根据弯曲理论，梁横截面上各点的正应力增量为：m20NM（1）zIy理式中：y 为点到中性轴的距离；Iz 为横截面对中性轴 z 的惯性矩，对于矩形截面（2）1bhI3z由于 CD 段是纯弯曲的，纵向各纤维间不挤压，只产生伸长或缩短，所以各点均为单向应力状态。只要测出各点沿纵向的应变增量 ，即可按胡克定律计算出实际的正应力增量 。实（3）E实在 CD 段任取一截面，沿不同高度贴五片应变片。1
3、 片、5 片距中性轴 z 的距离为 h/2，2 片、4 片距中性轴 z 的距离为 h/4，3 片就贴在中性轴的位置上。测出各点的应变后，即可按（3）式计算出实际的正应力增量 ，并画实出正应力 沿截面高度的分布规律图，从而可与（1）式计算出的正应力理实论值 进行比较。 理六、实验步骤及注意事项1开电源，使应变仪预热。2在 CD 段的大致中间截面处贴五片应变片与轴线平行，各片相距 h/4，作为工作片；另在一块与试样相同的材料上贴一片补偿片，放到试样被测截面附近。应变片要采用窄而长的较好，贴片时可把试样取下，贴好片，焊好固定导线，再小心装上。3调动蝶形螺母，使杠杆尾端翘起一些。4把工作片和补偿片用导
4、线接到预调平衡箱的相应接线柱上，将预调平衡箱与应变仪联接，接通电源，调平应变仪。5先挂砝码托，再分四次加砝码，记下每次应变仪测出的各点读数。注意加砝码时要缓慢放手。6取四次测量的平均增量值作为测量的平均应变，代入（3）式计算可得各点的弯曲正应力，并画出测量的正应力分布图。7加载过程中，要注意检查各传力零件是否受到卡、别等，受卡、别等应卸载调整。8实验完毕将载荷卸为零，工具复原，经指导老师检查方可关闭应变仪电源。七、数据处理1计算弯曲梁截面各点处的理论正应力增量（1）记录测点的位置测点编号 1 2 3 4 5测点至中性轴的距离 y(mm) 14 7 0 7 14（2）计算矩形横截面对中性轴 z
5、的惯性矩 Iz12bhI3z（3）根据公式直接计算各点的理论正应力增量 zIMy理测点编号 1 2 3 4 5理论正应力增量(MPa)2计算弯曲梁截面各点处的实际正应力增量（1）各测点原始数据记录测点 初载 一次加载 二次加载 三次加载 四次加载1 应变仪读数0= 1= 2= 3= 4=2 应变仪读数0= 1= 2= 3= 4=3 应变仪读数0= 1= 2= 3= 4=4 应变仪读 0= 1= 2= 3= 4=数5 应变仪读数0= 1= 2= 3= 4=（2）各测点应变增量的计算测点 一次加载 二次加载 三次加载 四次加载 平均值1 应变增量 1= 2= 3= 4= 平 =2 应变增量 1= 2= 3= 4= 平 =3 应变增量 1= 2= 3= 4= 平 =4 应变增量 1= 2= 3= 4= 平 =5 应变增量 1= 2= 3= 4= 平 =（3）各测点实际正应力增量的计算 E实测点编号 1 2 3 4 5实际正应力增量(MPa)3计算各测点理论与实际正应力的误差 e %10e理 实理 八、实验作业1说明矩形梁纯弯曲正应力电测实验的原理、实验步骤及注意事项等；2分别计算各测点的理论和实际弯曲正应力增量，验证弯曲正应力公式的正确性；3绘制弯曲正应力沿截面高度的分布规律图。测点编号 1 2 3 4 5误差 e
