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1、弯曲正应力实验报告一、实验目的1、用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面 高度的正应变（正应力）分布规律；2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。3、初步掌握电测方法，掌握 1/4桥，1/2 桥，全桥的接线方法，并且对试验结果及误差进 行比较。二、实验仪器和设备1、多功能组合实验装置一台；2、TS3860型静态数字应变仪一台；3、纯弯曲实验梁一根。4、温度补偿块一块。三、实验原理和方法弯曲梁的材料为钢，其弹性模量 E=210GPa,泊松比（1 =0.29。用手转动实验装 置上面的加力手轮，使四点弯上压头压住实验 梁，则梁的中间段承受纯弯曲。根据平面假设 和纵向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正 应力计算公
2、式为：式中：M为弯矩；Ix为横截面对中性轴的惯性矩；y为所求应力点至中性轴的距离。由上式 可知，沿横截面高度正应力按线性规律变化。实验时采用螺旋推进和机械加载方法，可 以连续加载，载荷大小由带拉压传感器的电子 测力仪读出。当增加压力p时，梁的四个受力 点处分别增加作用力P/2,如下图所示。为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布 规律，在梁纯弯曲段的侧面各点沿轴线方向布 置了 3片应变片，各应变片的粘贴高度见弯曲 梁上各点的标注。此外，在梁的上表面和下表 面也粘贴了应变片。如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面 高度各点的轴向应变，则由单向应力状态的虎 克定律公式 e ,可求出各点处的应力实验 值。将应
3、力实验值与应力理论值进行比较，以 验证弯曲正应力公式。(7实=E£实式中E是梁所用材料的弹性模量。图3-16为确定梁在载荷 P的作用下各点的应 力，实验时，可采用“增量法”，即每增加等量 的载荷A P测定各点相应的应变增量一次，取应 变增量的平均值A £实来依次求出各点应力。把A °实与理论公式算出的应力一比较，从而验证公式的正确性，上述理论公式中的M应按下式计算：(3. 16)1、检查矩形截面梁的宽度 b和高度h、 载荷作用点到梁支点距离a,及各应变片到中性层的距离.o2、检查压力传感器的引出线和电子秤的 连接是否良好，接通电子秤的电源线。检查应 变仪的工作状态
4、是否良好。分别采用 1/4桥， 1/2桥，全桥的接线方法进行测量，其中 1/4 桥需要接温度补偿片，1/2桥通过交换接线方 式分别进行两次试验来比较试验结果。3、根据梁的材料、尺寸和受力形式，估 计实验时的初始载荷Po（一般按Po °/s确定）、最 大载荷Pmax （一般按Pmax 0.7 s确定）和分级载荷P （一般按加载46级考虑）。本实验中分四次加载。实验时逐级加载， 并记录各应变片在各级载荷作用下的读数应 变。4、实验完毕后将载荷卸掉，关上电阻应 变仪电源开关，并请教师检查实验数据后，方 可离开实验室。五、数据处理1、原始数据。其中 a=80mm b=19.62mmh=39.
5、38mm1/4桥何载测点测点测点测点测点(N)一二四五一次 加载400-15-60715二次加载600-22-1001124三次加载800-29-1311531四次 加载1000-36-1631839五次 加载1200-44-1922146实L实E实n测点一测点一测点二测点四测点五实7.253.250.53.57.75实(KPa)152.2568.2510.573.5162.753-P* a bhM * yMI z理)212Iz测点测点测点测点四测点五一一二Y (mm )19.699.84509.84519.69理(KPa)157.7578.88078.88157.75相对误差二|二一三| x
6、 100%测点一测点一测点二测点四测点五相对 对误 差3.49%13.4%6.82%3.17%在梁的中性层内，因 理0,只需计算绝对误差, 绝对误差=10.5KPa。1/2 桥(1)荷载 (N)测点 一五测点 二四次 加载400-3111一次600-4619加载二次 加载800-6027四次 加载1000-7534五次 加载1200-8940实L实E实n测点一五测点二 四实14.57.25实(KPa)304.5152.25_ .3一一MP2a%bl理Mz"2测点一五测点二 四Y (mm)19.699.845理(KPa)315.5157.76相对误差二|二一三| x 100%测点一五测
7、点二 四相对 对误 差3.49%3.49%1/2 桥(2)荷载(N)测点 一五测点 二四次 加载40031-10一次60047-18加载二次 加载80062-25四次 加载100077-33五次 加载120089-41实L实E实n测点一五测点二 四实14.57.75实(KPa)304.5162.75_ .3一一MP2a%bl理Mz"2测点一五测点二 四Y (mm)19.699.845理(KPa)315.5157.76相对误差二|二一三| x 100%测点一五测点二 四相对 对误 差3.48%3.16%全桥何载(N)测点一次 加载40012二次60021加载三次加载80027四次 加载
8、100037五次 加载120042实L实E实n测点实7.5实(KPa)157.5_ .3. P* a1bhM * yMI z理)212Iz测点一测点一测点二测点四测点五Y19.699.84509.84519.69(mm)理157.7578.88078.88157.75(KPa)相对误差二| 二一| x 100% 理=a /+A 理£+ c2-A(4=157.74KPa测点相对 对误 差0.15%六、实验小结1、通过1/4, 1/2桥，全桥各种接法以及结果 分析，我们可以发现，全桥接法是误差最小的， 其次是1/2桥，最后是1/4桥，在1/2桥接法中, 我们还把接线反接过来，最后得出的误差和未反 接相差不大。2、弯曲试验是测定材料承受弯曲载荷时的力 学特性的试验，是材料机械性能试验的基本方法 之一。本试验采用地塑性材料，检测其延展性和 均匀性展性和均匀性，为冷弯试验。3、试验的误差主要来源于试样的安装，试样 安装时一定要在同一平面内，否则荷载不是垂直 作用在试样上，造成误差。还有就是试样应变片 陈旧，造成测量不准。4、荷载采用等荷加载方式，便于计算比较。5、试样测量平面为弯矩最大平面，在该平面 上分五点测量，在中性层上的点的理论应变为 零，多点测量能较好的掌握试样的应变情况。