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1、北京航空航天大学、材料力学、实验报告学号姓名实验名称：同组试件编号试验机编号计算机编号应变仪编号百分表编号成绩11111教师年 月口实验时间:2010年12月1日实验地点：主楼南翼116室实验五 直梁弯曲实验一、实验目的：1. 用电测法测定纯弯时梁横截面上的正应变分布规律，并与理论计算结呆进行比较。2. 用电测法测定三点弯梁某一横截面上的正应变分布与最人切应变，并与理论计算结呆 进行比较。3. 学习电测法的多点测量。二、实验设备：1. 微机控制电子万能试验机；2. 电阻应变仪：三、实验试件：本实验所用试件为两种梁：一种为实心中碳钢矩形截面梁，其横截面设计尺寸为hXb=(50X2 228)mm
2、另一种为空心中碳钢矩形截面梁，其横截面设计尺寸为hXb=(50X 30)mm,壁厚t=2mmo材料的屈服极限= 360MPa 9图一实验装置图(纯弯曲)泊松比卩=0.28。图二实验装置图(三点弯)图三纯弯梁受力简图（a=90mm） 图四三点弯梁受力简图（a=90mm）四实验原理及方法：在比例极限内，根据平面假设和单向受力假设，梁横截面上的正应变为线性分布，距中性层 为y处的纵向正应变和横向正应变为：(1)距中性层为y处的纵向正应力为:(2)(4)Mv o(刃= Es(y) = 对于三点弯梁，梁横截面上还存在弯曲切应力:代Sg)lzd并且，在梁的中性层上存在最人弯曲切应力，对于实心矩形截面梁:
3、r玉max 24对于空心矩形截面梁：也=7777 (2 - 少 - 2/)(力-2t)2LO1J由于在梁的中性层处，微体受纯剪切受力状态，因此有:(6)实验时，门J根据中性层处45方向的正应变测得报人切应变:(7)本实验采用重复加载法，多次测量在一级载荷增量AM作用下，产生的应变增量机和A/o于是式（1）、式（2）和式（7）分别变为:(8)人 z、 AM - y匕(ZAMyy) = A/nnx = (耳亦 _ 乞R = Z* = 2A5o在本实验中,(9)(10)最后，取多次测量的平均值作为实验结果:刃巩刃=(11)歹(y)=刃%)=N.max 齐A/ =/max“本实验采用电测法，在梁实验段
4、某一横截面的不同高度（梁的上卞表面、中性层及距中性层 10mm、20mm）处粘贴纵向电阻应变片，在梁的上卞表面处粘贴横向应变片，并在梁中性层处 沿45方向粘贴应变片。五、实验步骤1. 设计实验所需各类数据表格；2. 拟定加载方案：3. 试验机准备、试件安装和仪器调整；4. 确定组桥方式、接线、设置应变仪参数；5. 检查及试车：检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷，再卸载，以检查试验机和应 变仪是否处于正常状态。6. 进行试验：将载荷加至初载荷，记卜此时应变仪的读数或将读数清零。逐级加载，每增加一级，记 录一次相应的应变值。同时检查应变变化是否符合线性。实验至少重复两次，如果数据稳定, 重复性
5、好即可。7.数据经检验合格后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。四点弯 实心梁应变片编号112211310495786第一次实验+39-48-136+131-106+119-52+66十2-20+2第二次实验+35-40-133十136-103+111-43+470+1十20二占弯 *八八J实心梁应变片编号112211310495786第一次实验+40-44-153+144-127+117-65+57+16-23+20-3第二次实验+41-36-154+142-128+121-65+59+19-22+24-5六、试验结果处理测得数据如下:N由盹）二E %)1 = 1四点弯 实心梁应变片编号1
6、12211310495786应变平均值+37-44-134.5+133.5-104.5+115-47.5+56.5+1-0.5+1+1二占弯 实心梁应变片编号112211310495786应变平均值+40.5-40-153.5+143-127.5+119-65+5S+17.5-22.5+22-4N 求得:i.(1)四点弯梁中，由理论计算，有：AM y4 x 10 x 0.9 x yM(y) = rr =3rii七z()28 x 50 xl0lz210x 10J x12=0.00588y=5.88y陆（y取nun单位）3AM - y 4 x 10 x 0.9 x y= j=3lz 28 x 50
7、 x 10 1212=1.237 (GPa)y-25-20-100102025理论结果(MPa)-30. 75-24.6-12.3012.324.630. 75实验中，由(y) = M(y) e得:y-25-20-100102025实验结果 (MPa)-28. 25-21.95-9. 980. 2111.8724. 1528. 04比较结果如图：四点弯梁图7528.035-一四点弯梁实验值-四点弯梁理论值拟合宜线30%-301020301G-28.2453031175-20 -10-9750.211.86512.321.945-24.624.1524.6o 二 l1321y + 05勞M(y)
8、=AM -y-x 8 x 10* x 0.9 x y28 x 503 x 10实验与勺|!论勺比较-25-20-100102025四点弯梁 实验值-28.245-21.945-9.9750.2111.86524.1528.035四点弯梁 理论值-30.75-24.6-123012.324.630.75相对误差8%11%19%4%2%9%(2)三点弯梁中，由理论计算，有:12=1.237 (GPa)y-25-20-100102025理论结果(MPa)30.75-24.6-123012324.630.75实验中，由Ao(y) = AE(y) E得:y-25-20-100102025实验结果(MPa
9、)32.235-26.77513.65-0.8412.1824.9930.03-25-20-100102025三点弯梁 实验值32.235-26.77513.65-0.8412.1824.9930.03三点弯梁 理论值-30.75-24.6-12.3012.324.630.75相对误差5%9%11%1%2%2%下表面:上表面：“1 =37134.5A%44= 0.275133.5=0.330=0.3032.计算上下表面的横向应变增量与纵向应变增量之比的绝对值:(1)四点梁：（2）三点梁：11140.5上表而：Mi =L 153.5264下表面：“2 =严12|40:=-r = 0.280_1
10、十 “2|Afh| 143p = - = 0.2723. 对比纯弯状态与三点弯状态的实验结果，并分析横截面上剪力对正应变分布的影响。由1中y-图可知：除去实验仪器与操作产生的误差，三点弯梁由于截面上存在剪力，其理论应力与实验值存在较人误差。七.思考题：1. 设计本实验的夹具应考虑哪些因素？答：在设计夹具时，应主要考虑减少实验误差。对于上下支持以及施加载荷的部位，应采用 圆弧与直线相切的形式，以使载荷以及支反力作用于一条直线上，以便减小实验数据的误差。应 选用刚度较人的材料，以减小受载时产生的变形。2. 安装试件时应当注意什么问题？答：试件梁应水平摆放，其轴线应与支撑点连线平行，加载端应与试件的1/3处（纯弯梁） 或者1/2处（三点弯梁）相切。3. 在本次实验中，如何用半桥法测最人弯曲正应变？试画出桥路图。答：如图所示：
