五梁弯曲综合实验

1、1实验五、一梁的弯曲正应力实验实验五、一梁的弯曲正应力实验 一、实验目的一、实验目的1熟悉电测法的基本原理和静态电阻应变仪的使用熟悉电测法的基本原理和静态电阻应变仪的使用方法。方法。2测定梁纯弯曲段横截面上的正应力分布规律，将测定梁纯弯曲段横截面上的正应力分布规律，将实测值与理论计算值进行比较。实测值与理论计算值进行比较。二、仪器、设备二、仪器、设备1. 力学试验台。力学试验台。2. 静态应变仪。静态应变仪。3. 辅助工具和量具。辅助工具和量具。23三、实验原理与方法三、实验原理与方法当梁在载荷作用下发生弯曲变形时，工作片的电阻值当梁在载荷作用下发生弯曲变形时，工作片的电阻值将随着梁的变形而发

2、生变化，通过电阻应变仪可以分将随着梁的变形而发生变化，通过电阻应变仪可以分别测量出各对应点的实际应变值。然后根据胡克定律，别测量出各对应点的实际应变值。然后根据胡克定律，计算出相应点的应力值：计算出相应点的应力值：ERR式中：E为梁材料的弹性模量。梁弯曲变形时，梁纯弯曲段横截面上的正应力理论计梁弯曲变形时，梁纯弯曲段横截面上的正应力理论计算公式为：算公式为：zMyI式中： M为测点所在截面上的弯矩y为测点至中性轴的距离 Iz为测点所在截面对中性轴的惯性矩4四、实验步骤四、实验步骤1 打开应变仪电源、预热。打开应变仪电源、预热。2 测量试件截面尺寸。测量试件截面尺寸。3 调整实验台，安装试验梁。

3、调整实验台，安装试验梁。4. 根据试样尺寸及机械性能指标计算试验的许可载荷，根据试样尺寸及机械性能指标计算试验的许可载荷， 确定分级加载方案。确定分级加载方案。5. 接线接线:采用单臂（多点）半桥公共温度补偿采用单臂（多点）半桥公共温度补偿 将测量片和温度补偿片接入应变仪所选通道。将测量片和温度补偿片接入应变仪所选通道。6. 设置参数设置参数（1）设置应变仪测力通道参数：）设置应变仪测力通道参数： 载荷标定校正系数，载荷限值。载荷标定校正系数，载荷限值。（2）设置应变仪测应变通道参数：）设置应变仪测应变通道参数： 桥路，应变片灵敏系数，应变片电阻值。桥路，应变片灵敏系数，应变片电阻值。57.

4、试测试测（1）使试样处于完全不受载状态下平衡）使试样处于完全不受载状态下平衡0通道和试测通道和试测点点(一般将中性层上测点作为试测点一般将中性层上测点作为试测点)处对应通道电桥。处对应通道电桥。初载荷初载荷时对应变仪所选通道调零。时对应变仪所选通道调零。（2）测量试测点处应变：根据试测点处应变情况，）测量试测点处应变：根据试测点处应变情况，如偏离理论值太大时，应对测试装置进行相应调整。如偏离理论值太大时，应对测试装置进行相应调整。（3）使试样处于完全不受载状态下再次平衡）使试样处于完全不受载状态下再次平衡 各测点通道电桥。各测点通道电桥。8. 测量测量待一切正常后开始正式测试，加载，测量实验数

5、待一切正常后开始正式测试，加载，测量实验数据。据。采用等量加载方式，分五级加载。每增加等量的采用等量加载方式，分五级加载。每增加等量的载荷载荷 F，测得各点相应的应变增量，测得各点相应的应变增量 （i为加载为加载级数，级数，j为测点号）。为测点号）。Yij69. 完成全部试验内容，实验数据经教师检查合格后，完成全部试验内容，实验数据经教师检查合格后，卸掉载荷、关闭电源、拆下引线、整理好实验装置，卸掉载荷、关闭电源、拆下引线、整理好实验装置，将所用工具放回原处后方可离开实验室。将所用工具放回原处后方可离开实验室。五、实验数据处理五、实验数据处理六、实验报告六、实验报告七、预习要求七、预习要求1.

6、 复习梁弯曲正应力公式推导过程和分析方法。复习梁弯曲正应力公式推导过程和分析方法。2. 预习预习2-2节应变电测基本理论。节应变电测基本理论。3. 参考数据处理列表，按实验要求，自已设计并参考数据处理列表，按实验要求，自已设计并 绘制好本实验记录表格。绘制好本实验记录表格。7实验五、二验证位移互等定理实验五、二验证位移互等定理 BAABijji 载荷作用于载荷作用于A 点而在点而在B 点引起的位移点引起的位移 ，等于同样等于同样的载荷作用在的载荷作用在B 点而在点而在A 点引起的位移点引起的位移 ，称为位移，称为位移互等定理，即互等定理，即 ，式中下标第一个字母表示位，式中下标第一个字母表示位

7、移发生的位置，第二个字母表示引起位移的载荷作用点移发生的位置，第二个字母表示引起位移的载荷作用点位置。位置。一、实验目的一、实验目的1验证位移互等定理（简支梁或悬臂梁）。验证位移互等定理（简支梁或悬臂梁）。2测定静不定梁铰支处的支反力。测定静不定梁铰支处的支反力。3进一步理解变形比较法求解静不定问题的实质。进一步理解变形比较法求解静不定问题的实质。二、设备和仪器二、设备和仪器1多功能力学实验台 2活动板手 3百分表一块。8三、实验装置与试样三、实验装置与试样 实验在多功能力学试实验在多功能力学试验台进行。通过变换支承验台进行。通过变换支承形式可改变梁的支承结构。形式可改变梁的支承结构。若两端铰

8、支，组成简支梁，若两端铰支，组成简支梁，如图如图3-25所示。所示。一端固支，一端自由，组一端固支，一端自由，组成悬臂梁，如图成悬臂梁，如图3-26所示。所示。若一端固支，一端铰支则若一端固支，一端铰支则组成静不定梁，如图组成静不定梁，如图3-27 9四、实验原理四、实验原理验证位移互等定理验证位移互等定理简支梁，如图简支梁，如图3-29。在在A点加载，测得点加载，测得C点挠度。点挠度。再在再在C点施加同样大小的载点施加同样大小的载荷，测得荷，测得A点的挠度点的挠度 。根据所测两个挠度值，验证根据所测两个挠度值，验证是否满足位移互等定理。是否满足位移互等定理。10悬臂梁，如图悬臂梁，如图3-3

9、0。在在A点加载，测得点加载，测得B点挠度。点挠度。再在再在B点施加同样大小的载点施加同样大小的载荷，测得荷，测得A点的挠度点的挠度 根据所测两个挠度值，验证根据所测两个挠度值，验证是否满足位移互等定理。是否满足位移互等定理。11测定静不定梁铰支处的支反力测定静不定梁铰支处的支反力若在悬臂梁自由端若在悬臂梁自由端B处增加一处增加一个滚轴支座，就成为一次静不个滚轴支座，就成为一次静不定梁（图定梁（图3-31a）。）。若选择若选择B处铰支为多余约束，处铰支为多余约束，解除约束，代之以多余约束力解除约束，代之以多余约束力 ，则有变形协调条件：则有变形协调条件： w0如果使得由外力引起的如果使得由外力

10、引起的B点处的点处的挠度与在挠度与在B点施加一向上的外力点施加一向上的外力而引起的而引起的B点处的挠度相等，则点处的挠度相等，则此时所施加力的大小等于此时所施加力的大小等于B点的点的约束反力。约束反力。 12考虑到实验装置固定端支承不够理想而可能引起的误考虑到实验装置固定端支承不够理想而可能引起的误差，改为在差，改为在B点施加一向下的力点施加一向下的力 ，这样误差会小一些。，这样误差会小一些。五、实验步骤五、实验步骤1力传感器接线，设置参数（校正系数、载荷限值），力传感器接线，设置参数（校正系数、载荷限值），在无载情况下预调平衡，并转入测量状态。在无载情况下预调平衡，并转入测量状态。2按装置相

11、关说明安装、调试支架和梁。加初载荷，按装置相关说明安装、调试支架和梁。加初载荷，安装百分表，预压安装百分表，预压57mm。在。在A处加载，测处加载，测C处挠度处挠度 （简支梁），或（简支梁），或B处挠度处挠度 （悬臂梁）。（悬臂梁）。 简支梁简支梁：调整初载荷至：调整初载荷至2001N，记录百分表读数保留，记录百分表读数保留至小指针示值）。继续加载至至小指针示值）。继续加载至1000N，记录百分表读数，记录百分表读数 悬臂梁悬臂梁：调整初载荷至：调整初载荷至1001N，记录百分表读数。继续，记录百分表读数。继续加载至加载至400N，记录百分表读数。卸载，重复测量三次。，记录百分表读数。卸载，重复测量三次。 133重新调整支架和梁，安装百分表。在简支梁重新调整支架和梁，安装百分表。在简支梁C处，处， 或悬臂梁或悬臂梁B处加载，测处加载，测A处挠度处挠度 。程序、方法同上，。程序、方法同上， 重复测量三次。重复测量三次。 4测支反力测支反力RB：做完前一项实验卸载后，将百分表顶：做完前一项实验卸载后，将百分表顶 在加载器拉杆端头，且预压在加载器拉杆端头，且预压57mm，加初载荷，加初载荷100N， 记录百分表初读数。计算产生挠度时百分表应达到的记录百分