实验四 梁弯曲正应力

一、实验目的

1．用电测法测定梁在纯弯曲时横截面上正应力分布规律，将实验值与理论计算结果进行比较以此验证弯曲正应力公式

2．熟悉电测的基本原理和静态测量方法以及应变测试仪操作 3．学习误差分析 二 、实验设备

1．DH3818静态电阻应变测试仪 2．梁弯曲实验装置 三、实验原理

当矩形钢梁在承受四点弯曲时，在纯弯曲范围内任一横截面（远离载荷作用点，否则受力为复杂状态）以中心层为基准，上下对称至少取五层纤维层作为研究对象。（如图1所示）用纯弯曲公式作为理论计算公式

图1 矩形钢梁四点弯曲示意图

式中:

MyIz

My测点所在截面上的弯矩；y测点至中性层的距离；

Iz测点至中性轴的距离。

横截面各纤维层表面牢固的粘贴电阻应变片，使其成为一个整体。当钢梁受力变形时应变片也跟随一起变形，此时粘贴在钢梁上的应变片的电阻值也发生改变，而电阻的改变量ΔR/R与钢梁纤维（或应变片电阻丝）的变形量ΔL/L成正比关系。因此可通过应变测试仪分别测量出各点对应的实际变形量及应变值ε，然后根据单向虎克定律率，计算出相应的应力值。

实验公式E

式中：E为钢梁的弹性模量 接桥方式如图2

图2 电桥连接示意图

四、实验步骤:

1．准备：检查实验用矩形截面梁的加力点位置与支座位置是否正确。记录有关参数。 2．根据有关参数确定其加载方案，即确定初载荷和最终载荷。（因测力计原因最大载荷不得超过4KN,设备上显示为4.00）

3．接线：根据实验要求，本试验选择1/4桥路形式及AB桥接工作片，BC桥路接温度补尝片。

3.1将被测应变片分别依次接在各工作电桥桥路B点（或vi+ 点）接线柱上。被测应变片的另一端，一根不同颜色的导线（在引出导线时，已将所有被测应变片另一端引线全并连在一起）接在任一工作电桥桥路的A点（或eg点）接线柱上（因该设备各桥路A点（或eg点）用一个导线全串在一起）

3.2将温度补偿片的两端引线分别接到补偿电桥桥路中B点、C点(或vi+点、或0点)上。两端引出线不分极性可任意接。

4逆时针方向转动梁装置手轮加载，加初载荷0.5KN，分别记录各桥路正负应变值（有确认键须确认各桥路），直到所需测量桥路记录完毕为止。

5 加第二级载荷可在初载荷的基础上增加0.5KN(以后均可在前一次的基础上增加0.5KN,最终载荷不得超过测力计最大值) 分别记录各桥路正负应变值（有确认键须确认各桥路），直到所需测量桥路记录完毕为止。总共可加荷6----7级。

6 计算各桥路载荷增量、应变增量。取平均值。（增量取法，将下一级载荷值或应变值减去上一级载荷值或应变值，最后差值不大时可取算术平均值）

7 载荷卸到零，检查各桥路应变是否回到零，若不回零，观察应变值大小可进行误差分析。 8 关闭梁装置电源，关闭测试仪电源，取下各应变片导线，设备摆放整齐。 五 实验记录

表1 实验数据记录和处理列表 试样材料： 弹性模量E=

基本参数 h= mm ；b= mm；a= mm；L= mm。

电阻片灵敏系数K= 电阻应变仪灵敏系数K’=2.0 设备型号: 设备编号: 荷重 P(KN) 总荷载P 增量 测点1 应 变 仪 读 数 (µε)

测点2 测点3 测点4 测点5

读数 增量 读数 增量 读数 增量 读数 增量 读数 增量 0.5 1.0

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 平均值

1P 应力增量测量 值△G=E 应力增量理论值 △G=MY/I 相对误差 = 2= 3= 4= 5=

六、应力分布图

横轴表示应力大小，纵轴表示沿矩形界面高度的分布

σy七、思考题

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会受材料弹性模量 E的影响？