内压容器应力测定实验报告

内压容器应力测定实验报告
内压容器应力测定实验报告

实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:实验4 内压容器应力测定实验(平盖封头)

一、实验目的

1、掌握对各种压力容器的应力分析研究,要求做到:

1) 正确合理的选择测点位置。

2)测点处布片方案的合理拟定。

3)测试对象加载的步骤等。

2、学会使用计算机和数据采集仪对测点应变进行自动数据采集。

3、初步学会测量数据的处理和测量结果的误差分析。

二、实验仪器及设备

1、实验对象:

实验对象为六组带不同封头的内压容器,参数如下:

标准椭圆封头:Di=300mm,S=4mm

标准碟形封头:Di=300mm,S=4mm

600锥型封头:Di=300mm ,S=4mm,半顶角300

900锥型封头:Di=300mm ,S=4mm,半顶角450

半球型封头:Di=300mm,S=4mm

平盖型封头:S=25mm

容器圆柱形筒体:Di=300mm ,S=4mm

容器材料304不锈钢(相当于0Cr18Ni9),μ=0.3 E=1.96×105kg/cm2,最大实验压力2.5Mp

2、静态数字应变仪(SDY—2002型3台,预调平衡箱3台)、应变数据采集仪(1台)及计算机(1台),

3、实验装置(图1)

三、实验原理

1 准备工作

1)测点选择

由容器受内压作用时应力分布状况分析,知各个封头曲率比较大的部位,以及封头和筒体连接的部位,应力变化较大。故上述两区间相应地增加测点数量(具体分布尺寸见现场实验装置)。

实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:

电 动 油 泵

压 力 表

压 力 表

加 压 阀

卸 压 阀

实 验 容 器

排 气

工 作 片

补 偿 块

静 态

数 字

应 变

应 变

数 据

采 集

机图1 实验装置示意图

2)布片方案

实验对象为内压薄壁容器,筒壁应力状态可简化为二向平面应力状态,且主应力方向为相互垂直的经向和环向。因此在测点布片时应沿两向主应力方向垂直粘贴应变片。

3)加载步骤

从0开始加载至2.5Mpa测一次各点应变,再卸载至1.6Mpa测一次各点应变,最后卸载回零,即0—2.5Mpa—1.6Mpa—0。注意加、卸载速度不应太快。

4)应变片接桥形式

实验容器受单一载荷作用的平面应力状态,采用同一温度补偿片的半桥接法。

2、实验现场的主要工作

1)将测量好的应变片和补偿片,按顺序接在预调平衡箱背面的接线柱上。

2)应变仪和预调平衡箱调整与操作。(详见SDY-2003型静态数字应变仪使用说明)

3)对容器加载和记录测量数据。

4)对应变进行数据采集。

3、应力计算及实验数据修正

1)根据测得的主应变,如下式计算主应力:

实验类型:□验证 □综合 □设计 □创新 实验日期: 实验成绩:

θσ=

()?θμεεμ

+-2

1E

()θ??μεεμσ+-=

2

1E

2)根据相关教材中的理论公式,计算筒体、封头和连接处的理,理,实测值与理论值间的误差为: %100?-=

θθθθσσσe

%100?-=

????σσσe 3)应变片横向效应的修正公式: ()

读读?θοθεεμεH H H

---=

2

11

()

读读θ?ο?εεμεH H

H

---=

2

11 对单向应力状态的测点,即使横向效应系数达5%,所产生的误差及均小于1%,因此一般可不修正。工程上,非精准测量时,在平面应力状态下的测点,应变量不大,一般可以不修正。

4)测量连接导线很长时,应进行电阻的修正计算:

???

??+

=R R L θθθεε1读 ???

?

?

?+

=R R L ???εε1读 式中: 读θε ——周向主应变读数; 读?ε——经向主应变读数;

θL R ——测定周向应变的连接导线电阻; ?L R ——测定经向应变的连接导线电阻; H ——应变片的横向效应系数;

实验类型:□验证 □综合 □设计 □创新 实验日期: 实验成绩:

R ——应变片电阻值 ομ =0.285 四、实验步骤

1、根据选择的测点,确定布片方案(如下图),进行容器打磨,划线定位,表面脱脂处理,粘贴应变片,进行防护处理。

2、将测量片,补偿片连接导线编号,并记下相对应的测点编号,根据仪器的使用说明,将测量片,补偿片接入预调平衡箱对应的接线柱上。

3、应变仪、预调平衡箱开机预热30分钟;电脑开机,运行测试分析软件。

4、按应变仪、预调平衡箱的操作规程对个测点进行预调平衡。

5、系统加载

关闭每个试验容器上的“卸压阀”,接通试压油泵电源;观察容器上的压力表指示,至压力稳定(略高于2.5MPa )时断开电源,保持压力。 6、应变测量

协调操作应变仪、预调平衡箱,读取记录各点应变读数。采用计算机自动测量模式时,操作步骤参见附录“软件使用指南”。

注意:为消除应变片在初次加载时的永久变形,使滞后量趋于稳定,应在使用应变片测量前,最好先加载卸载几次,再进行正式的测定。

应变片 1→2 2→3 3→边缘 边缘→4

4→5 5→6 6→7 7→8 8→9 10 距离(mm )

40

33

16

11

10

19

28

28

25

圆心处

实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:

7、系统卸载测量

微开各容器上的“卸压阀”分别卸载,观察容器上压力表示值,至压力为1.6MPa时关闭“卸压阀”,按步骤6逐点读取应变读数。

8、各个压力等级测量完毕后,打开“卸压阀”,给各个容器卸载。卸载完毕后检查一下各测

点的回零情况,关闭测量仪器。

五、实验数据及处理

1、各点应变片读数:

通道

初始时 2.08 实际应变值

应变片示数(με)

压力(MP)()

1 -68 213 281

2 -11 621 632

3 8 300 292

4 14 -561 -575

5 14 -504 -518

6 5 -445 -450

7 -30 396 426

8 -1 4 5

9 -1 322 323

10 0 400 400

11 9 353 344

12 0 615 615

13 -13 239 252

14 -12 -401 -389

15 -8 -295 -287

16 9 135 126

17 -31 -6 25

18 433 631 198

19 -25 191 216

20 -1383 -1271 112

实验类型:□验证 □综合 □设计 □创新 实验日期: 实验成绩:

2、各测点实际应力值、理论应力值及误差计算:

下面以布片点1为例计算: 实际应力值:

θσ=()?θμεεμ+-21E =)(344*3.02810.3

-1cm kg 10*96.1225+=82 MPa

()θ??μεεμ

σ+-=21E =)(281*3.03440.3-1cm kg 10*96.122

5+ =92 MPa

理论应力值:

θσ理=t PR =4mm 150mm *a 08.2MP =78 MPa σψ理=t 2PR =mm

4*2mm 150*a 08.2MP =39 MPa 误差:

e ?=100100*理理θθθσσσ-=100100

*78

7882-=5%

e ψ=

100100

*理

理ψψψ-σσσ=135%

布片点

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 实际周向应力(MPa) 82 75 79 -56 -30 -23 9 14 40 43 实际径向应力(MPa) 92 73 73 -20 -3 9 23 34 37 46 理论周向应力(MPa) 78 78 78 -48 -36 -17 6 23 32 37 理论径向应力(MPa) 39 39 39 -12 -5 6 19 29 34 37 周向应力误差(MPa) 5% 4% 1% 17% 17% 35% 33% 39% 25% 16% 径向应力误差(MPa)

135%

87%

87%

67%

40%

33%

21%

17%

9%

24%

实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:3、应力分布曲线图:

矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验

A B C D L a a 1L b 2 F 2 F 2 F 2 F h 实验四 矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验 一、实验名称 矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验 二、实验目的 1.学习使用电阻应变仪,初步掌握电测方法; 2.测定矩形截面梁纯弯曲时的正应力分布规律,并与理论公式计算结果进行比较,验证弯曲正应力计算公式的正确性。 三、实验设备 1.WSG -80型纯弯曲正应力试验台 2.静态电阻应变仪 四、主要技术指标 1.矩形截面梁试样 图1 试样受力情况 材料:20号钢,E=208×109Pa ; 跨度:L=600mm ,a=200mm ,L 1=200mm ; 横截面尺寸:高度h=28mm ,宽度b=10mm 。 2.载荷增量 载荷增量ΔF=200N (砝码四级加载,每个砝码重10N 采用1:20杠杆比放大),砝码托作为初载荷,F 0=26 N 。 3.精度 满足教学实验要求,误差一般在5%左右。 五、实验原理

如图1所示,CD 段为纯弯曲段,其弯矩为Fa 2 1 M = ,则m 6N .2M 0?=,m 20N M ?=?。根据弯曲理论,梁横截面上各点的正应力增量为: z I My ?= ?理 σ (1) 式中:y 为点到中性轴的距离;Iz 为横截面对中性轴z 的惯性矩,对于矩形截面 12 bh I 3 z = (2) 由于CD 段是纯弯曲的,纵向各纤维间不挤压,只产生伸长或缩短,所以各点均为单向应力状态。只要测出各点沿纵向的应变增量ε?,即可按胡克定律计算出实际的正应力增量实σ?。 ε σ?=?E 实 (3) 在CD 段任取一截面,沿不同高度贴五片应变片。1片、5片距中性轴z 的距离为h/2,2片、4片距中性轴z 的距离为h/4,3片就贴在中性轴的位置上。 测出各点的应变后,即可按(3)式计算出实际的正应力增量实σ?,并画出正应力实σ?沿截面高度的分布规律图,从而可与(1)式计算出的正应力理论值 理σ?进行比较。 六、实验步骤及注意事项 1.开电源,使应变仪预热。 2.在CD 段的大致中间截面处贴五片应变片与轴线平行,各片相距h/4,作为工作片;另在一块与试样相同的材料上贴一片补偿片,放到试样被测截面附近。应变片要采用窄而长的较好,贴片时可把试样取下,贴好片,焊好固定导线,再小心装上。 3.调动蝶形螺母,使杠杆尾端翘起一些。 4.把工作片和补偿片用导线接到预调平衡箱的相应接线柱上,将预调平衡箱与应变仪联接,接通电源,调平应变仪。 5.先挂砝码托,再分四次加砝码,记下每次应变仪测出的各点读数。注意加砝码时要缓慢放手。 6.取四次测量的平均增量值作为测量的平均应变,代入(3)式计算可得各点的

力学实验报告

力学实验报告 篇一:工程力学实验(全) 工程力学实验学生姓名:学号:专业班级:南昌大学工程力学实验中心目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验二金属材料的压缩试验实验三复合材料拉伸实验实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验实验六弯曲正应力电测实验实验七叠(组)合梁弯曲的应力分析实验实验八弯扭组合变形的主应力测定实验九偏心拉伸实验实验十偏心压缩实验实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验实验十三冲击实验实验十四压杆稳定实验实验十五组合压杆的稳定性分析实验实验十六光弹性实验实验十七单转子动力学实验实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验 1 2 6 9 12 16 19 23 32 37 41 45 47 49 53 59 62 65实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间:设备编号:温度:湿度:一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l =mm 实验前 2低碳钢弹性模量测定 E? 实验后 ?F?l = (?l)?A 屈服载荷和强度极限载荷 3载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论(1)比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能;(2)试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。 4篇二:工程力学实验报告工程力学实验报告自动化12级实验班 1-1 金属材料的拉伸实验一、试验目的 1.测定低碳钢(Q235 钢)的强度性能指标:上屈服强度ReH,下屈服强度ReL和抗拉强度Rm 。 2.测定低碳钢(Q235 钢)的塑性性能指标:断后伸长率A和断面收缩率Z。 3.测定铸铁的抗拉强度Rm。 4.观察、比较低碳钢(Q235 钢)和铸铁的拉伸过程及破坏现象,并比较其机械性能。 5.学习试验机的使用方法。二、设备和仪器 1.试验机(见附录)。 2.电子引伸计。 3.游标卡尺。三、试样 (a) (b) 图1-1 试样拉伸实验是材料力学性能实验中最基本的实验。为使实验结果可以相互比较,必须对试样、试验机及实验方法做出明确具体的规定。我国国标GB/T228-2002 “金属材料室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样,如图(1-1)所示。它们均由夹持、过渡和平行三部分组成。夹持部分应适合于试验机夹头的夹持。过渡部分的圆孤应与平行部分光滑地联接,以保证试样

铸造残余应力的测定实验报告

铸造残余应力的测定实验报告 1. 实验目的 (1) 了解铸造残余应力的产生原因。 (2) 了解用应力框测定铸造残余应力的方法。 (3) 了解退火对消除残余应力的效果。 2. 实验原理 2.1 铸造应力 铸件在凝固和冷却过程中由于各部分体积变化不一致导致彼此制约而引起的应力称为铸造应力。铸造应力可分为三种,即热应力、相变应力和收缩应力。铸造应力可能是暂时性的,当引起应力的原因消除以后,应力随之消失,称为临时应力;否则为残余应力。铸造应力对铸件质量有重要影响,如果铸造应力超过材料的屈服强度,铸件则产生变形;如果铸造应力超过材料的强度极限时,铸件则产生裂纹。残余应力还会降低铸件的使用性能,如失去精度、在使用过程中造成断裂或产生应力腐蚀等。 2.2 铸造应力的测定方法——应力框试验法 图1为测定铸造残余应力的框形铸件,由于I 杆和II 杆截面尺寸差别大,因而铸造后细杆I 中形成压应力,粗杆II 中形成拉应力。若在A-A 截面处将粗杆锯开,锯至一定程度时,由于截面变小,粗杆被拉断。受弹性拉长的粗杆长度较自由收缩条件下的长度缩短,其缩短量?L 和铸造残留应力成正比,其值可根据锯断前、后粗杆上小凸台的长度(L 0 ,L 1)差求出,即?L =L 1一L 0。铸造残留应力σ1和σ2的计算公式为: 细杆残留应力σ1=-E )21(2101F F L L L +-,粗杆残留应力σ2=-E ) 21(1 2 1F F L L L +- 图1应力框铸件图 式中: σ1,σ2——细杆、粗杆中的铸造应力(MPa ); L 0,L 1——锯断前、后小凸台的长度(mm );

F1,F 2——细杆、粗杆的横截面积(mm2); L——杆的长度,L=130mm; E——弹性模量,普通灰铸铁取9×104MPa,球墨铸铁取1.8×105MPa。 2.3减小及消除残余应力的方法 铸造应力导致铸件翘曲变形甚至开裂,特别是铸件中的残余应力,如不消除,将降低零件的加工精度,在使用中会继续变形,降低机械性能和使用性能。因此应设法减小和消除残余应力。 (1)减小铸造应力的措施和途径 ①选用弹性模量E和热膨胀系数α小的合金作为铸件材质。 ②减小铸件冷却过程中的温差: (a)在铸件厚实部位放置冷铁或蓄热系数大的型砂,加速厚实部分的冷却。 (b)对铸件厚实部分的铸型或砂芯实行强制冷却。 (c)在铸件壁薄处开内浇道,使铸件各部分温度趋于一致。 (d)提高浇注时铸型的温度。 (e)将铸件于红热状态开箱取出,尽快置于已加热到500~600℃的保温炉中,保持一定时间使铸件各部分温度趋于一致,然后随炉缓冷至200~250℃出炉。 ③改善铸型和砂芯的溃散性。 ④改进铸件结构,避免形成较大应力和应力集中。 (2)消除铸件中残余应力的方法 消除铸件中残余应力的方法有自然失效、人工时效和共振时效等方法。 ①自然失效 将有残余应力的铸件放置在露天场地,经半年乃至一年以上,让残余应力逐渐自然消退,这种方法称为自然时效。 ②人工时效 人工时效又称热时效或消除内应力退火。把铸件加热到合金的弹塑性状态的温度范围内,保持一定时间,使残余应力得以消除,然后缓慢冷却,以免重新产生残余应力。 ③共振时效 共振时效的原理是:在激振器的周期性外力即激振力作用下,与铸件发生共振,因而使铸件获得相当大的振动能量。在共振过程中交变应力与残余应力叠加,产生局部屈服,引起塑性变形,使铸件中的残余应力逐渐松弛甚至消失,达到稳定铸件尺寸的目的。 3.实验内容 本次实验测定应力框铸件(灰口铸铁)铸态及其退火热处理后的残余应力,测定步骤如下: (1)造型(3个应力框试样); (2)浇注(铁水温度为1330~1350℃); (3)用热分析装置测试一个铸型中应力框铸件厚、薄壁的冷却曲线。 (4)浇注后30min打箱,用钢丝刷刷去应力框铸件表面型砂; (5)将其中1个应力框放入热处理炉中,在550℃保温3小时后炉冷; (6)将上述2个应力框铸件的粗杆小凸台上成锐角相交的四个棱柱面锉平; (7)用卡尺测量小凸台长度L0; (8)在小凸台A-A截面处从1、2、3三面依次锯开粗杆(见图1),注意各锯口应在垂 直于杆轴线的同一平面内。

青岛理工大学材料力学实验报告记录

青岛理工大学材料力学实验报告记录

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

材料力学实验报告 系别 班级 姓名 学号 青岛理工大学力学实验室

目录 实验一、拉伸实验报告 实验二、压缩实验报告 实验三、材料弹性模量E和泊松比μ的测定报告 实验四、扭转实验报告 实验五、剪切弹性模量实验报告 实验六、纯弯曲梁的正应力实验报告 实验七、等强度梁实验报告 实验八、薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定报告 实验九、压杆稳定实验报告 实验十、偏心拉伸实验报告 实验十一、静定桁架结构设计与应力分析实验报告 实验十二、超静定桁架结构设计与应力分析实验报告 实验十三、静定刚架与压杆组合结构设计与应力分析实验报告实验十四、双悬臂梁组合结构设计与应力分析实验 实验十五、岩土工程材料的多轴应力特性实验报告

实验一 拉伸实验报告 一、实验目的与要求: 二、实验仪器设备和工具: 三、实验记录: 1、试件尺寸 实验前: 实验后: 2、实验数据记录: 屈服极限载荷:P S = kN 强度极限载荷:P b = kN 材 料 标 距 L 0 (mm) 直径(mm ) 截面 面积 A 0 (mm 2) 截面(1) 截面(2) 截面(3) (1) (2) 平均 (1) (2) 平均 (1) (2) 平均 材 料 标 距 L (mm) 断裂处直径(mm ) 断裂处 截面面积 A(mm 2) (1) (2) 平均

四、计算 屈服极限: ==0 A P s s σ MPa 强度极限: == A P b b σ MPa 延伸率: =?-= %10000 L L L δ 断面收缩率: =?-= %1000 0A A A ψ 五、绘制P -ΔL 示意图:

材料力学实验报告册概要

实验日期_____________教师签字_____________ 同组者_____________审批日期_____________ 实验名称:拉伸和压缩试验 一、试验目的 1.测定低碳钢材料拉伸的屈服极限σs 、抗拉强度σb、断后延伸率δ及断 面收缩率ψ。 2.测定灰铸铁材料的抗拉强度σb、压缩的强度极限σb。 3.观察低碳钢和灰铸铁材料拉伸、压缩试验过程中的变形现象,并分析 比较其破坏断口特征。 二、试验仪器设备 1.微机控制电子万能材料试验机系统 2.微机屏显式液压万能材料试验机 3.游标卡尺 4.做标记用工具 三、试验原理(简述) 1

四、试验原始数据记录 1.拉伸试验 低碳钢材料屈服载荷 最大载荷 灰铸铁材料最大载荷 2.灰铸铁材料压缩试验 直径d0 最大载荷 教师签字:2

五、试验数据处理及结果 1.拉伸试验数据结果 低碳钢材料: 铸铁材料: 2.低碳钢材料的拉伸曲线 3.压缩试验数据结果 铸铁材料: 3

4.灰铸铁材料的拉伸及压缩曲线: 5.低碳钢及灰铸铁材料拉伸时的破坏情况,并分析破坏原因 ①试样的形状(可作图表示)及断口特征 ②分析两种材料的破坏原因 低碳钢材料: 灰铸铁材料: 4

6.灰铸铁压缩时的破坏情况,并分析破坏原因 六、思考讨论题 1.简述低碳钢和灰铸铁两种材料的拉伸力学性能,以及力-变形特性曲线 的特征。 2.试说明冷作硬化工艺的利与弊。 3.某塑性材料,按照国家标准加工成直径相同标距不同的拉伸试样,试 判断用这两种不同试样测得的断后延伸率是否相同,并对结论给予分析。 5

七、小结(结论、心得、建议等)6

梁弯曲正应力测量实验报告

厦 门 海 洋 职 业 技 术 学 院 编号:XH03J W024-05/0 实训(验) 报告 班级: 姓名: 座号: 指导教师: 成绩: 课程名称: 实训(验): 梁弯曲正应力测量 年 月 日 一、 实训(验)目的: 1、掌握静态电阻应变仪的使用方法; 2、了解电测应力原理,掌握直流测量电桥的加减特性; 3、分析应变片组桥与梁受力变形的关系,加深对等强度梁概念的理解。 二、 实训(验)内容、记录和结果(含数据、图表、计算、结果分析等) 1、实验数据: (1) 梁的尺寸: 宽度b =9mm ;梁高h=30mm ;跨度l =600mm;AC 、BD:弯矩a=200m m。测点距轴z 距离: 21h y ==15mm;42h y ==7.5mm ;3y =0cm ;-=-=44h y 7.5mm;-=-=2 5h y 15mm;E=210Gpa 。 抗弯曲截面模量W Z =b h2/6 惯性矩J Z =bh 3 /12 (2) 应变)101(6-?ε记录:

(3) 取各测点ε?值并计算各点应力: 1ε?=16×10-6 ;2ε?=7×10-6 ;3ε?= 0 ;4ε?=8×10-6 ;5ε?=15×10 - 6 ; 1σ?=E 1ε?=3.36MPa;2σ?=E 2ε?=1.47MP a;3σ?=0 ; 4σ?=E 4ε?=1.68MPa;5σ?=E 5ε?=3.15MPa ; 根据ΔM W=ΔF ·a/2=5 N ·m 而得的理论值: 1σ?=ΔM W/W Z =3.70MPa;2σ?=ΔMWh/4(J Z)=1.85M Pa ;3σ?=0 ; 4σ?=ΔM W h/4(J Z )=1.85MPa;5σ?=ΔMW /W Z=3.70MPa; (4) 用两次实验中线形较好的一组数据,将平均值ε?换算成应力εσ?=E ,绘在坐标 方格纸上,同时绘出理论值的分布直线。

纯弯曲正应力分布规律实验

实验三纯弯曲正应力分布规律实验 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)分布规律并与理论值进行比较; 2.验证纯弯曲梁的正应力计算公式; 3.掌握运用电阻应变仪测量应变的方法。 二、实验仪器和设备 1.多功能组合实验装置一台或弯曲梁试验装置; 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; 5.游标卡尺 3-1 多功能组合实验装置 3-2弯曲梁试验装置 1—弯曲梁 2—铸铁架 3—支架 4—加载杆 5—加载螺杆系统 6—载荷传感器 7和8—组成电子秤 三、实验原理和方法 弯曲梁的材料为钢,其弹性模量E=200GN/m2,泊松比μ=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式为:

x M y I σ= (3-2) 式中:M 为弯矩;I x 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ΔP 时,梁的四个受力点处分别增加作用力ΔP /2,如图3-3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7片应变片(见图3-3)(对多功能组合装置:b =18.3mm ;h =38mm ;c =133.5mm ),各应变片的粘贴高度见弯曲梁上各点的标注。此外,在梁的下表面沿横向粘贴了应变片8# 。 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胡克定律公式σ=E ε,可求出各点处的应力实验值。将应力实验值与应力理论值进行比较,以验证弯曲正应力公式。 若由实验测得应变片7#和8#的应变ε7,和ε8满足 87||εμε≈ 则证明梁弯曲时近似为单向应力状态,即梁的纵向纤维间无挤压的假设成立。 图3-3弯曲梁布片图 四、实验步骤 1.检查或测量(弯曲梁试验装置)矩形截面梁的宽度b 和高度h 、载荷作用点到梁支点距离c ,及各应变片到中性层的距离y i 。 2.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是否良好。然后把梁上的应变片按序号接在应变仪上的各不同通道的接线柱A 、B 上,公共温度补偿片接在接线柱B 、C 上。相应电桥的接线柱B 需用短接片连接起来,而各接线柱C 之间不必用短接片连接,因其内部本来就是相通的。因为采用半桥接线法,故应变仪应处于半桥测量状态,应变仪的操作步骤见应变仪的使用说明书。 3.根据梁的材料、尺寸和受力形式,估计实验时的初始载荷P 0(一般按P 0=0.1σS 确定)、最大载荷P max (一般按P max ≤0.7σS 确定)和分级载荷ΔP (一般按加载4~6级考虑)。

车架应力应变实验报告

车架应力应变实验 一、 实验目的: (1) 熟悉应变片的粘贴方法 (2) 学会策略电路的连接 (3) 了解数据采集仪的操作 二、 工作原理: 用以金属材料为敏感元件的应变片,测量试件应变的原理是基于金属丝的应变效应,即金属丝的电阻随其变形而改变的一种物理特性。将应变片固定在被测构件上,当构件变形时,电阻应变片的电阻值发生相应的变化。通过电阻应变测量装置(简称应变仪)可将电阻应变片中的电阻值的变化测定出来,换算成应变或输出与应变呈正比的模拟电信号(电压或电流),用记录仪记录下来,也可用计算机按预定的要求进行数据处理,得到所需要的应力或应变值。 应变片的结构:它由敏感元件、引出线、基底、覆盖层组成,用粘贴剂粘贴在一起,如图所示。 A l R ρ =

ρ=导线电阻率 L=导线长度 A=导线横截面积 电桥:将电阻、电感、电容等参量的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路。 当输出电压i U =0时,表示电桥处于平衡,可得R 1R 3=R 2 R 4,直流电桥平衡,若在四个电阻处均接应变片,并使R 1R 3=R 2 R 4 若无应变,则输出电压i U =0 若产生应变, 43214 231i ) )((U R R R R R R R R U ?++-= ερ ρ )21(u d R dR ++=A dA l dl d R dR -+=ρρ??? ????-?+?-??+=?])(4433221 1221210i R R R R R R R R R R R R U U

三、实验流程图 本小组进行实验位置为第9测点,位置如图所示: 四、实验仪器 1.应变片 2.502胶水 3.万用表 4.电烙铁、焊锡、松香 5.绝缘胶带纸、脱脂棉、丙酮、0#砂纸、导线 6.接线盒 7.Synergy16通道采集仪 五、实验操作步骤 1.应变片的准备 贴片前,将待用的应变片进行外观检查,检查是否有锈斑等缺陷,基底和覆盖层有无损坏,引线是否完好。然后用万用表进行阻值测量。 目的在于检查敏感栅是否有断路、短路,阻值相差不得超过。同一次测 量的变计,灵敏系数必须相同。经测得阻值为120±0.5Ω。 2.车架表面处理准备 对于钢铁等金属构件,首先是清除表面油漆、氧化层和污垢;然后磨平或锉

实验力学实验分析报告

实验力学实验报告

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实验力学实验报告 姓名:耿臻岑 学号:130875 指导老师:郭应征

实验一薄壁圆管弯扭组合应力测定实验 一、实验目的 1、用应变花测定薄壁圆管在弯扭条件下一点处的主应力和主方向 2、测定薄壁圆管在弯扭组合条件下的弯矩、扭矩和剪力等内力 3、进一步熟悉和掌握不同的桥路接线方法 4、初步了解在组合变形情况下测量某一内力对应应变的方法 二、实验设备 1、电阻应变仪YJ-28 2、薄壁圆管弯扭组合装置,见图1-1 本次实验以铝合金薄壁圆管EC为测试对象,圆管一段固定,另一端连接与之垂直的伸臂AC,通过旋转家里手柄将集中荷载施加在伸臂的另一端,由力传感器测出力的大小。荷载作用在伸臂外端,其作用点距圆通形心为b,圆通在荷载F 作用下发生弯扭组合变形。要测取圆筒上B截面(它到荷载F作用面距离为L)处各测点的主应力大小和方向。试样弹性模量E=72GPa,泊松比μ=0.33,详细尺寸如表1-1 图1-1 薄壁圆筒弯扭组合装置 表1-1 试样参数表 外径D(mm) 内径d(mm) b(mm) L(mm)

40 34 200 300 三、实验原理 1、确定主应力和主方向 平面应力状态下任一点的应力有三个未知数(主应力大小及方向)。应用电阻应变仪应变花可测的一点沿不同方向的三个应变值,如图1-2所示的三个方向已知的应变。根据这三个应变值可以计算出主应变的大小和方向。因而主应力的方向也可确定(与主应变方向重合) ()() () () 45450 4545 22 4545 1,2450450 4545 04545 112 2 221 2 2 22 tan2 2 1 1 x y xy E E εε εεεε γεε εε εεεεε εε α εεε σεμε μ σεμε μ - - - - - - = =+- =- + =±-+- - = -- =+ - =+ - o o o o o o o o o o o o o o o o o 图1-2 应变花示意图图1-3 B、D点贴片位置示意图 2、测定弯矩 在靠近固定端的下表面D上,粘一个与点B相同的应变花,如图1-3所示。将B点的应变片和D点的应变片,采用双臂测量接线法(自补偿半桥接线法),得:()() () 000 44 2 2 64 r T T r r E E E D d M D εεεεεε ε σε π ε =+--+= == - =

实验方法:应力与应变曲线的测定

真实应力-真实应变曲线的测定 一、实验目的 1、学会真实应力-真实应变曲线的实验测定和绘制 2、加深对真实应力-真实应变曲线的物理意义的认识 二、实验内容 真实应力-真实应变曲线反映了试样随塑性变形程度增加而流动应力不断上升,因而它又称为硬化曲线。主要与材料的化学成份、组织结构、变形温度、变形速度等因素有关。现在我们把一些影响因素固定下来,既定室温条件下拉伸退火的中碳钢材料标准试样,由拉力传感器行程仪及有关仪器记录下拉力-行程曲线。实测瞬间时载荷下试验的瞬间直径。特别注意缩颈开始的载荷及形成,缩颈后断面瞬时直径的测量,然后计算真实应力-真实应变曲线。 σ真=f(ε)=B·εn 三、试样器材及设备 1、60吨万能材料试验机 2、拉力传感器 3、位移传感器 4、Y6D-2动态应变仪 5、X-Y函数记录仪 6、游标卡尺、千分卡尺 7、中碳钢试样 四、推荐的原始数据记录表格 五、实验报告内容 除了通常的要求(目的,过程……)外,还要求以下内容: 1、硬化曲线的绘制 (1)从实测的P瞬、d瞬作出第一类硬化曲线(σ-ε) (2)由工程应力应变曲线换算出真实应力-真实应变曲线

(3) 求出材料常数B 值和n 值,根据B 值作出真实应力-真实应变近似理论硬化 曲线。 2、把真实应力-真实应变曲线与近似理论曲线比较,求出最大误差值。 3、实验体会 六、实验预习思考题 1、 什么是硬化曲线?硬化曲线有何用途? 2、 真实应力-真实应变曲线和工程应力应变曲线的相互换算。 3、 怎样测定硬化曲线?测量中的主要误差是什么?怎样尽量减少误差? 附:真实应力-真实应变曲线的计算机数据处理 一、 目的 初步掌握实验数据的线性回归方法,进一步熟悉计算机的操作和应用。 二、 内容 一般材料的真实应力-真实应变都是呈指数型,即σ=B εn 。如把方程的二边取对数: ln σ=lnB+nln ε, 令 y =ln σ;a =lnB ;x =ln ε 则上式可写成y =a+bx 成为一线性方程。在真实应力-真实应变曲线试验过程中,一般可得到许多σ和ε的数据,经换算后,既有许多的y 和x 值,在众多的数值中如何合理的确定a 和b 值使大多数实验数据都在线上,这可用最小二乘法来处理。 已知有测量点σ1,σ2……σk ,ε1,ε2……εk ,既有y 1y 2y 3……y k ,x 1x 2x 3……x k ,把这些数据代入回归后的线性方程y =a+bx 中去,必将产生误差△v 。 △v 1=a+bx 1-y 1 △v 2=a+bx 2-y 2 · · · △v k =a+bx k -y k 即 △V i =a+bx i -y i 我们回归得直线应满足 ∑△V ︱i 2 ,最小 △ V ︱i 2 =a 2+b 2 x ︱i 2+y ︱i 2 +2abx i -2ay i -2bx i y i

纯弯曲梁正应力电测试验

实验二、纯弯曲梁正应力电测实验 一、 实验目的 1、 电测法测定纯弯曲梁正应力分布规律。 2、验证纯弯曲梁正应力计算公式。 二、 实验装置与仪器 1、 纯弯曲梁实验装置。 2、 数字式电阻应变仪。 三、 实验装置与实验原理 1、实验装置 弯曲梁试验装置如图1所示。它有弯曲梁 1, 定位板2,支座3,试验机架4,加载系统5, 两 端带万向接头的加载杆6,加载压头(包括φ16 钢珠)7,加载横梁8,载荷传感器9和测力 仪10等组成。该装置有已粘贴好应变片的钢梁(其弹性模量2210m G N E =)用来完成纯 弯曲梁正应变分布规律试验。 纯弯曲梁正应变分布规律试验

纯弯曲梁受力状态及有关尺寸见图2。 图 2 在梁的纯弯曲段内已粘贴好两组应变片,每组8片,分别为1~8号片和1*~8*号片, 各片距中心层的距离在图3中已标出。当梁受力变形后,可由应变仪测出每片应变片产生的应变,这样就可得到实测的沿梁横截面高度的正应变分布规律。根据材料力学中纯弯曲梁的平面假设,沿梁横截面高度的正应变分布规律应当是直线。另外材料力学中还假设梁在纯弯曲段内是单向应力状态,为此,我们在梁的下 表面粘贴有与7号片和7*号片垂直的8号片和 8* 号片,当梁受力变形后,可测得8ε和*8ε,根 据泊松比纵横εεμ=,可由78εε或* *78εε计算得到 'μ,若'μ近似等于μ时,则证明梁纯弯曲段 内近似于单向应力状态。 2、实验原理 梁的纯弯曲段内,每片应变片所处状态是单向应力状态。根据单向应力状态的虎克定律: σ = E ε 可以计算出梁的纯弯曲段内每片应变片所处的应力。 注:该装置只允许加4KN 载荷,超载会损坏传感器。

实验力学实验报告

实验力学实验报告 姓名:耿臻岑 学号:130875 指导老师:郭应征

实验一薄壁圆管弯扭组合应力测定实验 一、实验目的 1、用应变花测定薄壁圆管在弯扭条件下一点处的主应力和主方向 2、测定薄壁圆管在弯扭组合条件下的弯矩、扭矩和剪力等内力 3、进一步熟悉和掌握不同的桥路接线方法 4、初步了解在组合变形情况下测量某一内力对应应变的方法 二、实验设备 1、电阻应变仪YJ-28 2、薄壁圆管弯扭组合装置,见图1-1 本次实验以铝合金薄壁圆管EC为测试对象,圆管一段固定,另一端连接与之垂直的伸臂AC,通过旋转家里手柄将集中荷载施加在伸臂的另一端,由力传感器测出力的大小。荷载作用在伸臂外端,其作用点距圆通形心为b,圆通在荷载F 作用下发生弯扭组合变形。要测取圆筒上B截面(它到荷载F作用面距离为L)处各测点的主应力大小和方向。试样弹性模量E=72GPa,泊松比μ=0.33,详细尺寸如表1-1 图1-1 薄壁圆筒弯扭组合装置 表1-1 试样参数表 外径D(mm) 内径d(mm) b(mm) L(mm) 40 34 200 300 三、实验原理 1、确定主应力和主方向 平面应力状态下任一点的应力有三个未知数(主应力大小及方向)。应用电阻应变仪应变花可测的一点沿不同方向的三个应变值,如图1-2所示的三个方向已知的应变。根据这三个应变值可以计算出主应变的大小和方向。因而主应力的方向

也可确定(与主应变方向重合) ()( ) ()() 045450 4545 2 2 4545 1,2450 4504545 0045451122 2212 22 2 tan 2211x y xy E E εεεεεεγεεεεεεεεεεεαεεεσεμεμσεμεμ------==+-=-+= ± -+--= --= +-=+-o o o o o o o o o o o o o o o o o 图1-2 应变花示意图 图1-3 B 、D 点贴片位置示意图 2、测定弯矩 在靠近固定端的下表面D 上,粘一个与点B 相同的应变花,如图1-3所示。将B 点的应变片和D 点的应变片,采用双臂测量接线法(自补偿半桥接线法),得: ()()()00004422 64r T T r r E E E D d M D εεεεεεεσεπε=+--+=== -= 图1-4 测点A 贴片位置示意图 3、测定扭矩 当圆管受扭转时,A 点的应变片和C 点的应变片中45°和-45°都沿主应力方向,示意图如图1-4,但两点的主应力大小却不相同,由于圆管是薄壁结构,不能忽略由剪力产生的弯曲切应力。A 点的应变片扭转切应力与弯曲切应力的方向相

实验五----纯弯曲梁正应力实验

实验五 纯弯曲梁正应力实验 一、试验目的 1、熟悉电测法的基本原理。 2、进一步学会静态电阻应变仪的使用。 3、用电测法测定钢梁纯弯曲时危险截面沿高度分布各点的应力值。 二、试验装置 1、材料力学多功能实验装置 2、CM-1C 型静态数字应变仪 三、试验原理 本试验装置采用低碳钢矩形截面梁,为防止生锈将钢梁进行电镀。矩形截面钢梁架在两支座上,加载荷时,钢梁中段产生纯弯曲变形最大,是此钢梁最危险的截面。为了解中段危险截面纯弯曲梁应力沿高度方向分布情况,采用电测法测出加载时钢梁表面沿高度方向的应变情况,再由σ实=E ε实得到应力的大小。试验前在钢梁上粘贴5片应变 片见图5—1,各应变片的间距为4 h ,即把钢梁4等分。在钢梁最外侧不受力处粘贴一片 R 6作为温度补偿片。 图5—1 试验装置示意图 对于纯弯曲梁,假设纵向纤维仅受单向拉伸或压缩,因此在起正应力不超过比例极限时,可根据虎克定律进行计算: σ实=E ε实 E 为刚梁的弹性模量,ε实是通过电测法用电阻应变仪测得的应变值。 四、电测法基本原理 1、电阻应变法工作原理 电测法即电阻应变测试方法是根据应变应力关系,确定构件表面应力状态的一种实验应力分析法。 将应变片紧紧粘贴在被测构件上,连接导线接到电桥接线端子上 当构件受力 构件产生应变 应变片电阻值随之变化 应变仪内部的惠斯登电桥

将电阻值的变化转变成正比的电压信号电阻应变仪内部的放大、相敏、检波电路转换显示器读出应变量。

2、电阻应变片 1)电阻应变片的组成 由敏感栅、引线、基底、盖层和粘结剂组成,其构造简图如图5—2所示。敏感栅能把构件表面的应变转换为电阻相对变化。由于它非常敏感,故称为敏感栅。它用厚度为0.002~0.005mm的铜合金或铬合金的金属箔,采用刻图、制版、光刻及腐蚀等工艺过程制成,简称箔式应变。它粘贴牢固、散热性能好、疲劳寿命长,并能较好的反映构件表面的变形,使测量精度较高。在各测量领域得到广泛的应用。 图5—2 电阻应变片构造简图 2)电阻应变片种类 电阻应变片按敏感栅的结构形状可分为: 单轴应变片:单轴应变片一般是指具有一个敏感栅的应变片。 应变花(多轴应变片):具有两个或两个以上轴线相交成一定角度的敏感栅制成的应变片称为多轴应变片,也称为应变花。其敏感栅可由金属丝或金属箔制成。采用应变花可方便地测定平面应变状态下构件某一点处的应变。 3)应变灵敏系数(K) 将应变片贴在单向应力状态的试件表面,且其轴向与应力方向重合。在单向应力作用下,应变片的电阻相对变化ΔR/P与试件表面沿应变片轴线方向的应变ε之比值,称为应变片的灵敏系数 K=(ΔR/P)/ε 应变片灵敏系数是使用应变片的重要数据。它主要取决于敏感栅的材料、型式和几何尺寸。应变片的灵敏系数受到多种因素的影响,无法由理论求得,是由制造厂经抽样在专门的设备上进行标定,并于包装上注明。常用的应变片灵敏度系数为2—2.4。 当我们使用应变片时,必须在测量前进行校准。校准方法:根据应变片的K值,查表5—1,再根据表内K值所对应的标定值,来调节静态应变仪。 K值 1.9 1.952 2.05 2.1 2.15 2.2 2.25 2.3 2.35 校准值 120Ω5263518250004878476246514545444443474255 3、CM-1C型静态数字应变仪

纯弯梁的弯曲应力测定实验报告

纯弯梁的弯曲应力测定 一.实验目的 1.掌握电测法的测试原理,学习运用电阻应变仪测量应变的方法 2.测定梁弯曲时的正应力分布,并与理论计算结果镜像比较,验证弯梁正应力公式。二.实验设备 1.钢卷尺 2.游标卡尺 3.静态电阻应变仪 4.纯弯梁实验装置 三.实验原理 本实验采用的是用低碳钢制成的矩形截面试件,实验装置如图所示。 计算各点的实测应力增量公式:i i E 实实εσ?=?计算各点的理论应力增量公式:z i i I My ?= ?σ式中?M=12?P×a ,Iz=bh312 四.试验方法 1.测定弯梁试件尺寸:h,b,L,a 2.电阻应变仪大调整与桥路连接 3.接通力传感器显示屏电源,当试件未受力时,调节电阻应变仪零点。 4.缓慢转动手轮,每增加1KN 载荷,测相应测点的应变值,直到载荷为4.5KN 为止。 5.卸去载荷,应变仪,力传感器显示屏复位。应变测量结束。 五.实验数据测定 试件材料的弹性模量E =210GPa

2.试件尺寸及贴片位置 试件尺寸/m贴片位置/m b0.02y6-0.020 3.应变读数记录 读 次 载荷 P/kN 载荷 增量 Δ P/k N 电阻应变仪读数(με) 测点1测点2测点3测点4测点5测点6测点7 S1Δ S 1 S2Δ S2 S3Δ S3 S4Δ S4 S5Δ S5 S6Δ S6 S7Δ S7 10.51010-290340-460480-61062 2 1.51-2934-4648-6162 1.51-1-3631-4848-6764 3 2.50-6565-9496-12 812 6 16-2333-4256-6369 4 3.56-8898-13 615 2 -19 1 19 5 12-3139-4648-5964 5 4.58-11137-1820-2525

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μ=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式为: x M y I σ= 式中:M 为弯矩;x I 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/2P ?,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 σε=,可求出各点处的应力实验值。将应力实验值与应力理论值进行比较,以验证弯曲正应力公式。 σ实 =E ε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ΔP 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ΔP 测定各点相应的应变增量一次,取应变增量的平均值Δε实来依次求出各点应力。 把Δσ实与理论公式算出的应力Z I MY =σ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: Pa ?= M 2 1 (3.16) 四、实验步骤 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i y 。 2、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0P (一般按00.1s P σ=确定)、最大载荷max P (一般按max 0.7s P σ≤确定)和分级载荷P ? (一般按加载4~6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

材料力学实验报告——桥路与弯曲应力

实验名称:桥路与弯曲应力实验 实验日期:2012.3.22 实验人:XXX 学号:XXXXXX 班级:XXXXX 同组人员:XXX 一.实验目的 1. 测量矩形截面梁在横弯时指定截面的最大应变值,比较和掌握不同组桥方式如何提高测量灵敏度的方法。并求出各种组桥方式下的桥臂系数B。 2. 测量矩形梁在横弯条件下指定截面的应力分布规律,并与理论值进行比较。 二.实验装置及仪器设备 1.实验装置 本实验是将矩形截面梁安置在WDW-3020型电子万能试验机上,梁的受力方式为三点弯曲。通过试验机的控制面板操作试验机,实现对三点弯曲梁加载,施加的载荷由控制面板读出。在指定截面上沿梁的高度分布有9枚电阻应变片,施加到额定载荷时,由YE2539高速静态应变测试系统自动检测电阻应变片所感受的应变值。装置简图如图2-7所示。 2.实验设备 1)WDW-3020电子万能试验机 2)矩形截面梁一根 3)YE2539高速静态应变测试系统 三.实验基本原理 在平面弯曲条件下,矩形截面梁任一截面上的应力沿高度的变化可按下式计算。

式中: M——该截面上的弯距; Jy ——截面惯性距; Z——所求点至中性轴的距离。 其最大应力产生在上、下表面,最大值为 式中W为梁的抗弯截面系数。(2-13)式是在平面假设的条件下推导出来的,是否正确可通过实验来验证。 本实验指定截面的电阻应变片布置如图(2.7)所示。在初载荷P0和末载荷PN时,通过应变仪分别读出测量值即为初读数ε0 和末读数εN。此时各片电阻片的测量应变值为Δε=εN-ε0,通过ζ=Eε即可计算出各点的应力值。 在梁的上下表面各布置了两枚电阻片,可利用各种组桥方式测定最大应变值,并比较各种组桥方式下的灵敏度大小。 四.实验步骤 1. 检查矩形截面梁的加力点位置与支座位置是否正确(以梁上刻线为准),梁的截面 尺寸由同学自己测量。 2. 根据试样尺寸及机械性能指标计算试验的许可载荷,并确定初载荷P0及末载荷PN, 单位为牛(N)。 3. 熟悉并掌握试验机的操作规程及高速静态应变测试系统的使用方法;设置试验的 负荷定载值,该值要稍大于PN值,以便使试样不因误操作造成试样的损坏。启动 试验机预加载荷到P0值。待仪器稳定后,通过操作计算机的控制软件进行初始平 衡和试采样,使测量的各通道应变初值ε0置零;然后将载荷加至PN值测量εN, 求出两次读数差值。共重复加卸载2~3次,每次 ε相对误差不超过5%,否则应 检查接线是否牢靠,仪器工作是否正常,排除故障然后重做。 4.用单臂组桥方法测9个应力片的ε0、εN,计算实验△ε、σ实,理论σ理,并比较相对误差。测量梁的尺寸数据。 5. 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,将所用工具放回原处后离开实验室。 5. 试验数据的整理及结果计算

纯弯曲梁的正应力实验

纯弯曲梁的正应力实验 一、实验目的: 1.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律 2.验证纯弯曲梁的正应力公式 二、实验设备及工具: 1.材料力学多功能试验台中的纯弯曲梁实验装置 2.数字测力仪、电阻应变仪 三、实验原理及方法: 在纯弯曲条件下,根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设,可得到梁横截面上任意一点的正应力,计算公式:z M y I σ?= 为测量梁横截面上的正应力分布规律,在梁的弯曲段沿梁侧面不同高度,平行于轴线贴有应变片。贴法:中性层一片,中性层上下1/4梁高处各一片,梁上下两侧各一片,共计五片。 采用增量法加载,每增加等量荷载△P (500N )测出各点的应变增量△ε,求的各点应变增量的平均值△ε实i ,从而求出应力增量: σ实i =E △ε实i 将实验应力值与理论应力值进行比较,已验证弯曲正应力公式。 四、原始数据:

五、实验步骤: 1. 打开应变仪、测力仪电源开关 2.连接应变仪上电桥的连线,确定第一测点到第五测点在电桥通道上的序号。 3. 检查测力仪,选择力值加载单位N或kg,按动按键直至显示N上的红灯亮起。按清零键,使测力计显示零。 4.应变仪调零。按下“自动平衡”键,使应变仪显示为零。 5.转动手轮,按铭牌指示加载,加力的学生要缓慢匀速加载,到测力计上显示500N,读数的学生读下5个测点的应变值,(注意记录下正、负号)。用应变仪右下角的通道切换键来显示第5测点的读数。以后,加力每次500N,到3000N为止。 6.读完3000N应变读数后,卸下载荷,关闭电源。 六、实验结果及处理:

1.各点实验应力值计算 根据上表数据求得应变增量平均值△εPi,带入胡克定律计算各点实验值: σ实i=E△εPi×10-6 2.各点理论应力值计算 载荷增量△P = 500N 弯矩增量△M = △P/2×L P 应力理论值计算(验证的就是它) 3.绘出实验应力值和理论应力值的分布图 以横坐标表示各测点的应力σ 实和σ 理 ,以纵坐标表示各测点距梁中性层的位置。 将各点用直线连接,实测用实线,理论用虚线。 σ y 4.实验值与理论值比较,验证纯弯曲梁的正应力公式

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