《明渠恒定非均匀流水面曲线联接试验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《明渠恒定非均匀流水面曲线联接试验（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、曲梁与拱的实验曲梁与拱的实验 揭示约束条件与构件承载力的关系揭示约束条件与构件承载力的关系 揭示超静定结构与静定结构的显著差异揭示超静定结构与静定结构的显著差异 西南交通大学力学实验中心西南交通大学力学实验中心郑世瀛郑世瀛 陈时通陈时通 邢建新邢建新综合设计型实验典型课件之一综合设计型实验典型课件之一n实验开发目的实验开发目的n曲梁和拱是工程（尤其是土木工程）中常见的承力结构，曲梁和拱是工程（尤其是土木工程）中常见的承力结构，而其刚度和承载力的巨大差异曾使不少同学深感困惑。而其刚度和承载力的巨大差异曾使不少同学深感困惑。n让同学们亲身让同学们亲身“贴近贴近”观察、测量一个虽不是工程上的庞观察、
2、测量一个虽不是工程上的庞然大物，却是既能恰当代表它们，又能方便地变换的模型，然大物，却是既能恰当代表它们，又能方便地变换的模型，对照二者承力和变形的强烈反差，经分析、思考，深刻地对照二者承力和变形的强烈反差，经分析、思考，深刻地认识曲梁与拱的基本属性。认识曲梁与拱的基本属性。 n从其弯矩、轴力的消长的悬殊对比中，理解二者确实存在从其弯矩、轴力的消长的悬殊对比中，理解二者确实存在质的区别。质的区别。 n明白为何通常称前者为抗弯结构，后者为推力结构。明白明白为何通常称前者为抗弯结构，后者为推力结构。明白在拱的设计与施工中，为何对拱趾的基础要有那么严格的在拱的设计与施工中，为何对拱趾的基础要有那么严
3、格的要求。 n实验开发目的实验开发目的n实验中可看到的，由于简支曲梁（包括门型刚架）的实验中可看到的，由于简支曲梁（包括门型刚架）的形状特征，承力后其支座水平位移较大。形状特征，承力后其支座水平位移较大。n若用两个固定铰加以约束成为超静定的二铰拱，必产若用两个固定铰加以约束成为超静定的二铰拱，必产生较大的推力。由它所引起的负弯矩有效地降低了结生较大的推力。由它所引起的负弯矩有效地降低了结构的弯曲因素，而加大了轴向压力因素，因此改变了构的弯曲因素，而加大了轴向压力因素，因此改变了其力学特征，极大地提高了结构的刚度和承载力。这其力学特征，极大地提高了结构的刚度和承载力。这是一个因约束条件变化而改变
4、结构性质的突出例子。是一个因约束条件变化而改变结构性质的突出例子。n这些力学知识的内涵，在经历了本实验的全过程，并这些力学知识的内涵，在经历了本实验的全过程，并进行了对比分析和认真思考之后，大家定会有深切体进行了对比分析和认真思考之后，大家定会有深切体会的。会的。n这种感性和理性的认知，不仅可帮助大家理解为什么这种感性和理性的认知，不仅可帮助大家理解为什么在工程上广泛应用超静定结构。也许还可触发你的创在工程上广泛应用超静定结构。也许还可触发你的创新思维，克服所遇到的某些技术难题新思维，克服所遇到的某些技术难题 实验装置简介实验装置简介n实验装置的主要参数n（1）试件几何尺寸：曲杆轴线半径R=2
5、00mm；断面20.0 mm4.0mm；n（2）试件材料为弹簧钢，并经热处理，弹性模量E=210GPa；n（3）应变片电阻值为120，灵敏度系Ks见试件上的标签。 n（4）最大容许荷载n（5）自重：3kg。实验流程图实验流程图 n二铰拱实验二铰拱实验 n实验安装实验安装 只需松开两头的锁定螺丝，调整推力螺钉，使两拱趾能自只需松开两头的锁定螺丝，调整推力螺钉，使两拱趾能自由转动，但不能向外移动，形成一个二铰拱（一次超静定）。由转动，但不能向外移动，形成一个二铰拱（一次超静定）。n内力测量内力测量 拱圈上偏角拱圈上偏角 30 的拱腰的拱腰C、D截面处，内外表面各贴一片应截面处，内外表面各贴一片应变
6、片。用半桥接法，分别测量两截面的内外侧的应变变片。用半桥接法，分别测量两截面的内外侧的应变 i和和 e。轴向力。轴向力N对应的应变对应的应变 N与弯矩与弯矩M对应的应变对应的应变 M。分别为分别为n二铰拱实验二铰拱实验 加载顺序建议加载顺序建议n可分小位移、大位移状态：n（1）小位移状态，100，200，300，600N，级差F=100N；n（2）大位移状态，100，400，700，1600N，级差F=300N。目的在于考察其平衡状态随着变形的增大有何倾向性的变化，即考察不同状态下外力、内力及位移之间的关系有何区别或变化趋势。定量分析，可以只做第（1）组，即小位移状态的情况。n位移测量 n可用
7、三个百分表，分别测量拱顶挠度f（也可用试验台上的位移传感器代用）和拱趾的转角A、B。水平托板上的刻线到转动中心的距离为64mm。n二铰拱实验二铰拱实验 实验操作实验操作n二铰拱实验二铰拱实验 实验记录实验记录 n二铰拱实验二铰拱实验 实验报告实验报告 n应包括实验记录、数据整理与理论分析。分别求出C、D二截面的内力（N、M）和各截面的位移（f、A、B）的实验值，绘出F-(M，N，f，)曲线，并与相应的理论值进行对照。实验值和理论值均需附上计算说明书。至于大位移下的理论值分析计算，不作统一要求，但应有大小位移下变形特征的观察（测）记录与说明。n简支曲梁实验 实验安装实验安装 n简支曲梁实验 建议的加载顺序建议的加载顺序 50N，100N， 150N，200N。n简支曲梁实验 内力及位移测定、实验操作、实验报告内力及位移测定、实验操作、实验报告和数据处理和数据处理 n无铰拱实验n仅需抽出两端的铰支座，拧上固定螺钉，并顶死推力螺钉（注意：若不顶死推力螺钉，拱趾仍可打滑！），使二拱趾与底梁完全固结 。
