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1、材料力学实验报告实 验 报 告 （五）纯弯曲梁正应力的测定时间 天气 小组 成绩1、 目的（1） . 测定直梁纯弯曲时横截面上正应力分布规律，并与理论计算结果进行比较，以验证弯曲正应力公式；（2） . 了解电阻应变仪测量应变得方法。2、 实验仪器和设备和工具（1） . 电阻应变仪和预调平衡箱；（2） . 游标卡尺。3、 实验装置简图及应变片布置图 P/2 P/2 8 1 ha a L72b3456四、实验原理 梁受纯弯曲时，横截面上正应力在理论上沿梁的高度成线性分布，其计算公式为：式中，M为横截面上的弯矩，Iz为梁横截面对中性轴的惯性矩。载荷F/2对称地加在一矩形截面直梁上，如图所示，梁中段产
2、生纯弯曲变形。若将电阻应变片贴在梁中段任一横截面处的不同高度上，当每增加一级载荷F（用增量法）时，即可用电阻应变仪测出所贴应变片各点的纵向应变增量，根据胡克定律求出各点实测正应力增量实为：实=E。此值与理论公式计算出的各点正应力的增量理进行比较，就可验证弯曲正应力计算公式。5、 实验报告要求（1） 、画出电阻应变片布置图。（2） 、列表整理测量数据（见表）。（3） 、计算各纤维层的应力实，画出应力分布图。（4） 、对理和实进行比较，计算相对误差，并分析误差原因。附表1 试件相关数据应变片至中性层距离（mm）梁的尺寸和有关参数R1-20宽度b=20mmR3-15高度h=40mmR4-10跨度L=
3、620mmR50载荷距离a=150mmR610弹性模量E=210GPaR715泊松比=0.28R220附表2 实验数据载荷P(N)500150025003500P100010001000各测点电阻仪读数10-61仪-33-102-168-237仪-69-66-69平均1-683仪-23-75-126-182仪-52-51-56平均3-534仪-15-50-86-125仪-35-36-39平均4-375仪11-1-5仪0-2-4平均5-26仪205281114仪322933平均6317仪2779124172仪524548平均7488仪9294765仪201818平均8192仪3210116623
4、2仪796566平均270六、实验结果处理实验值和理论值的比较测点理论值i理（MPa）实际值i实（MPa）相对误差（%）1-14.06-14.281.563-10.55-11.135.504-7.03-7.7710.5350.00-0.4267.036.517.40710.5510.084.4583.403.992.10214.0614.704.55 (MPa)y (mm)7、 结论 1、影响实验结果准确性的主要因素是什么？ 2、弯曲正应力的大小是否受弹性模量E的影响？ 3、实验时没有考虑梁的自重，会引起误差吗？为什么？ 4、梁弯曲的正应力公式并未涉及材料的弹性模量E，而实测应力值的计算却用上了弹性模量E，为什么？ 1、是否进行温度补偿，梁的摆放位置，应变片的位置和方向的精确程度。 2、正应力的决定式为，与弹性模量E无关。 3、不会。相对于外部载荷，梁的自重可忽略不计。 4、梁弯曲的正应力公式与弹性模量E无关，实测中测量的是梁的应变，要转化成应力需要用胡克定律，于是用上了弹性模量E。3
