【VIP专享】材料力学实验讲义5449.pdf

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1、梁的弯曲正应力实验 一、实验目的 1、初步掌握电测方法和多点应变测量技术。2、用电测方法测定梁在承受纯弯曲作用时横截面高度方向上正应力的分布规律。3、验证纯弯曲梁横截面上正应力理论计算公式。二、实验设备 组合实验装置；力-位移测量仪；静态电阻应变仪 三、实验原理及方法 图2为图1中梁IJ的详图。梁的中央部位被加工成T型截两端为矩型截面，T型截面部位贴有两列电阻应变片，一组位于内角的部位，另一组位于中央的部分如图。以图示的方式加载时，梁发生四点弯曲，即中央部分发生纯弯曲。若移去加载转换器，外力直接加到梁上。梁将发生三点弯曲变形（发生横力弯曲）。可以通过不同的加载方式和不同位置的贴片测出相应应力，

2、分析应力分布的特点。梁的弹性模量E=74GPa。电测主应力实验 一、实验目的 1、测定薄壁圆管在弯曲和扭转组合变形下，其表面某点处的主应力大小和方向。2、掌握使用应变花测量某一点处主应力大小及方向的方法。3、将实验方法所测得的主应力的大小和方向与理论值进行比较和分析。二、实验设备 智能全数字式静态电阻应变仪、多功能电测实验装置。三、实验原理及方法 实验装置由铝合金薄壁圆筒AB 和铝合金矩形截面的伸臂 BC 构成折杆结构如图 1（a）。圆筒一端固定，通过旋转加力手柄可在伸臂上施加集中载荷 P（比如，载荷作用在伸臂外端）。令作用点距圆筒形心距离为 b，圆筒在载荷 P 作用下为扭弯组合变形，伸臂发生

3、弯曲变形。图1弯扭联合实验装置 圆筒上距B点距离为L处贴有45应变花，贴片方位见图1（b）。应变花a,b,c分别相当于x、45和y方向（45方向与圆筒轴线平行）。试样弹性模量E=74GPa，泊松比=0.33，圆筒外径40mm，内径34mm。要测取圆筒上距B点距离为L处的主应力大小和方向，在伸臂上施加集中载荷使圆筒发生弯扭组合变形，根据应变花测出的三个应变45,yx 平面应力状态时：)(1yxxE （1）)(1xyyE （2）由(1)，(2)式可知：)(12yxxE （3）)(12xyyE （4）又因：)2()1(245yxxyE （5）将(3)，(4)，(5)式分别代入下面的两个公式：2221

4、22xyyxyx （6）yxxytg22 （7）可得到直接由45,yx计算主应力大小和方向的公式 24522121212)(yxyxyxEE （8）yxyxtg45022 （9）注意式中0是主应力1和x轴方向的夹角，逆时针为正。(公式8，9只适用于45应变花测平面应力状态下主应力大小和方向。)四、实验步骤 1、测量薄壁圆管试件的有关尺寸（内外直径d、D；自由端距测试点距离L；加力点距悬臂端距离b。），材料的常数E和由实验室给出。2、采用多点1/4桥公共补偿法进行测量。将应变花的三个应变计和温度补偿片接到智能全数字式静态电阻应变仪相应接线柱上。3、检查接线无误后，打开智能全数字式静态电阻应变仪电源开关，设置好参数，预热应变仪5分钟左右，测试前查看各应变仪各通道是否平衡。4、实验采用手动加载，先对试件预加初载荷100N左右，用以消除连接间隙初始因素的影响，按下应变仪面板上的“测量”按钮（调零）；然后分级递增相等的载荷P50N进行实验加载，分4级加载，从0开始，再50N、100N、150N直到200N结束。每级加载后记录下应变仪上的读数。5、卸载，应变仪读数回到初始状态。6、重复实验不少于两次，并取其算术平均值处理数据。注意事项：1.在加载过程中要始终注意载荷读值，不要超过最大载荷。2禁止用手触摸粘贴有补偿片的试件，以免影响温度补偿效应；3旋转加力手柄要缓慢，保持加载平稳。五、思考题