纯弯曲实验简明指导书

一、 实验目的

1、 初步掌握电测方法和多点应变测量技术；

2、 测定梁在纯弯曲下的弯曲正应力及其分布规律。 二、 实验设备

1、 材料力学组合试验台； 2、 电阻应变仪； 3、 矩形截面钢梁。 三、 原理及方法

在载荷P作用下的矩形截面梁如图1所示。在梁的中部为纯弯曲，

弯矩为M=Pa/2。在梁的其中一侧面上，沿梁的横截面高度，每隔h/4贴上平行于轴线的应变片。温度补偿片贴在梁的一端（在支点以外）。对每一待测应变片联同补偿片按半桥接线，如图1所示。

测出载荷作用下各待测点的应变ε，由胡克定律知：σ=Eε,另外，由弯曲公式σ=My/I,又可算出各点应力的理论值。于是可将实测值和理论值进行比较。

四、实验步骤及注意事项

1、 按照指导书介绍的电阻应变仪使用方法，根据应变片灵敏系数

k，设定仪器灵敏系数k仪，使k仪=k。

2、

对每一待测应变片联同补偿片按半桥接线，在本次实验中，将用导线把所有的b端、c端各自连通（短路），以实现各测点共用补偿片。

3、 接好数字测力仪。因传感器量程为7KN，所以测力仪选0~2000N档。

4、 用加载装置加载到25N，此时把各测点的应变调零，用应变仪的换点开关切换测点。

5、 开始进行加载、实验。加载时采用增量法，每级增加△P=25N（P0=25N、P1=50N、P2=75N、P3=100N、P4=125N）

6、

加载要均匀缓慢，测量中不要挪动导线；小心操作，不要因超载压坏钢梁。

五、数据处理

1、 本次实验以加载两次为例，多次加载可以类推。每次由P0到

Pn(Pmax)，测点I的应变为(εin―εi0)，求出两次加载应变的平均值。本次实验所有点只贴一枚应变片，这些测点的应变平均值为：

(1ini0)m2[(ini0)1(ini0)2]

式中下角标1表示第一次加载的值，2表示第二次加载的值，m为第m个测点。求得各测点应变平均值生，根据胡克定律得实测应力为：

测E(ini0)m

2、在纯弯曲中，载荷从P0到Pn，弯矩的增量为

M12PnP0a 由弯曲正应力公式求出各测点应力的理论值为My理I 式中

I112bh3 3、每一测点求出

测对理的相对误差：

e理测100%

理在梁的中性层内，因

理=0，故只需计算绝对误差。

4、相关数据

应变片灵敏系数k=2，阻值为120Ω； 横梁弹性模量E=2.15×106 kgf/cm2

几何尺寸：l=67.6cm、h=4cm、a=16.3cm、b=1.5cm、 y1=y5=h/2=2cm 、 y2=y4=h/4=1cm 、y3=0cm

I : 横截面对中性轴的惯性矩 E: 横梁弹性模量

y: 测点到中性轴的垂直距离

1N=0.102kgf 1kgf (公斤力) =9.8N

测点的应变读数（,） 载 荷 1 2 3 4 5 ε1 △ε1 ε2 △ε2 ε3 △ε3 ε4 △ε4 ε5 △ε5 P0 第P1 一 次P2 加 载 P3 P4 P0 第 二P1 次加P2 载 P3 P4 ini0m 测 理 相对误差 σ理-σ测 σ 测 ╳100% 实验中心 机械实验室 2005年4月