弯曲应力

弯曲应力
弯曲应力

第5章 弯 曲 应 力 习题

(1) 如图5.18所示吊车梁,吊车的每个轮子对梁的作用力都是F ,试问: ① 吊车在什么位置时,梁内的弯矩最大?最大弯矩等于多少?

② 吊车在什么位置时,梁的支座反力最大?最大支反力和最大剪力各等于多少?

(2) 如图5.19所示一由16号工字钢制成的简支梁承受集中荷载F ,在梁的截面C —C 处下边缘上,用标距s =20mm 的应变仪量得纵向伸长s ?=0.008mm 。已知梁的跨长l =1.5m ,

a =1m ,弹性模量E =210GPa 。试求F 力的大小。

图5.18 习题(1)图

图5.19 习题(2)图

(3) 由两根28a 号槽钢组成的简支梁受三个集中力作用,如图5.20所示。已知该梁材料为Q235钢,其许用弯曲正应力[]σ=170MPa 。试求梁的许可荷载[F ]。

图5.20 习题(3)图

(4) 简支梁的荷载情况及尺寸如图5.21所示,试求梁的下边缘的总伸长。

图5.21 习题(4)图

(5) 一简支木梁受力如图5.22所示,荷载F =5kN ,距离a =0.7m ,材料的许用弯曲正应力[]σ=10MPa ,横截面为b

h =3的矩形。试按正应力强度条件确定梁横截面的尺寸。

图5.22 习题(5)图

(6) 如图5.23所示,一矩形截面简支梁由圆柱形木料锯成。已知F =5kN , 1.5a =m ,

[]σ=10MPa 。试确定弯曲截面系数为最大时矩形截面的高宽比b

h ,以及梁所需木料的最小直径d 。

图5.23 习题(6)图

(7) 一正方形截面悬臂木梁的尺寸及所受荷载如图5.24所示。木料的许用弯曲正应力

[]σ=10MPa 。现需在梁的截面C 上中性轴处钻一直径为d 的圆孔,试问在保证梁强度的条件下,圆孔的最大直径d (不考虑圆孔处应力集中的影响)可达多大?

图5.24 习题(7)图

(8) 当荷载F 直接作用在跨长为l =6m 的简支梁AB 之中点时,梁内最大正应力超过许可值30%。为了消除过载现象,配置了如图5.25所示的辅助梁CD ,试求辅助梁的最小跨长a 。

图5.25 习题(8)图

(9) 横截面如图5.26所示的铸铁简支梁,跨长l =2m ,在其中点受一集中荷载F =80kN 的作用。已知许用拉应力t []σ=30MPa ,许用压应力c []σ=90MPa 。试确定截面尺寸δ值。

图5.26 习题(9) 图

(10) 两根材料相同、横截面面积相等的简支梁,一根为整体矩形截面梁,另一根为高度相等的矩形截面叠合梁。当在跨中央分别受集中力F 和'F 作用时,若不计叠合梁之间摩擦力的影响,而考虑为光滑接触,如图5.27所示,问:

图5.27 习题(10)图

① 这种梁的截面上正应力是怎样分布的?

② 两种梁能承担的荷载F 和'F 相差多少?

(11) 一箱形梁承受荷载和截面尺寸如图5.28所示。若梁的两支座间横截面上的弯曲正应力不能超过8MPa ,切应力不能超过1.2Mpa 。试确定作用在梁上的许用集中力[]F 值。

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

材料力学实验指导书(矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验)

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、试样制备及主要技术指标 1、矩形截面梁试样 材料:20号钢,E=208×109Pa; 跨度:L=600mm,a=200mm,L1=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,F0=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a 2 1 F M = , 则m N M ?=6.20,m N M ?=?20。根据弯曲理论,梁横截面上各点的正应力增量为: z I y M ?= ?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?。 εσ?=?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臵上。 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 1.开电源,使应变仪预热。

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)。

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。

弯曲应力计算 (1)

第7章弯曲应力 引言 前一章讨论了梁在弯曲时的内力——剪力和弯矩。但是,要解决梁的弯曲强度问题,只了解梁的内力是不够的,还必须研究梁的弯曲应力,应该知道梁在弯曲时,横截面上有什么应力,如何计算各点的应力。 在一般情况下,横截面上有两种内力——剪力和弯矩。由于剪力是横截面上切向内力系的合力,所以它必然与切应力有关;而弯矩是横截面上法向内力系的合力偶矩, F时,就必然有切应力τ;所以它必然与正应力有关。由此可见,梁横截面上有剪力 Q 有弯矩M时,就必然有正应力 。为了解决梁的强度问题,本章将分别研究正应力与切应力的计算。 弯曲正应力 纯弯曲梁的正应力 由前节知道,正应力只与横截面上的弯矩有关,而与剪力无关。因此,以横截面上只有弯矩,而无剪力作用的弯曲情况来讨论弯曲正应力问题。 在梁的各横截面上只 有弯矩,而剪力为零的弯 曲,称为纯弯曲。如果在 梁的各横截面上,同时存 在着剪力和弯矩两种内 力,这种弯曲称为横力弯 曲或剪切弯曲。例如在图 7-1所示的简支梁中,BC 段为纯弯曲,AB段和CD 段为横力弯曲。 分析纯弯曲梁横截面 上正应力的方法、步骤与 分析圆轴扭转时横截面上 切应力一样,需要综合考 虑问题的变形方面、物理 方面和静力学方面。图7-1 变形方面为了研究与横截面上正应力相应的纵向线应变,首先观察梁在纯弯曲时的变形现象。为此,取一根具有纵向对称面的等直梁,例如图7-2(a)所示的矩形截面梁,并在梁的侧面上画出垂直于轴线的横向线m-m、n-n和平行于轴线的纵向线d-d、

b -b 。然后在梁的两端加一对大小相等、方向相反的力偶e M ,使梁产生纯弯曲。此时 可以观察到如下的变形现象。 纵向线弯曲后变成了弧线''a a 、''b b , 靠顶面的aa 线缩短了,靠底面的bb 线伸长 了。横向线m -m 、n -n 在梁变形后仍为直线,但相对转过了一定的角度,且仍与弯曲 了的纵向线保持正交,如图7-2(b)所示。 梁内部的变形情况无法直接观察,但根据梁表面的变形现象对梁内部的变形进行 如下假设: (1) 平面假设 梁所有的横截面变形后仍为平面.且仍垂直于变形后的梁的轴线。 (2) 单向受力假设 认为梁由许许多多根纵向纤维组成,各纤维之间没有相互挤压, 每根纤维均处于拉伸或压缩的单向受力状态。 根据平面假设,前面由实验观察到的变形现象已经可以推广到梁的内部。即梁在 纯弯曲变形时,横截面保持平面并作相对转动,靠近上面部分的纵向纤维缩短,靠近 下面部分的纵向纤维伸长。由于变形的连续性,中间必有一层纵向纤维既不伸长也不 缩短,这层纤维称为中性层(图7-3)。中性层与横截面的交线称为中性轴。由于外力偶 作用在梁的纵向对称面内因此梁的变形也应该对称于此平面,在横截面上就是对称于 对称轴。所以中性轴必然垂直于对称轴,但具体在哪个位置上,目前还不能确定。 考察纯弯曲梁某一微段dx 的变形(图7-4)。设弯曲变形以后,微段左右两横截面 的相对转角为d ?,则距中性层为y 处的任一层纵向纤维bb 变形后的弧长为 式中,ρ为中性层的曲率半径。该层纤维变形前的长度与中性层处纵向纤维OO 长度 相等,又因为变形前、后中性层内纤维OO 的长度不变,故有 由此得距中性层为y 处的任一层纵向纤维的线应变 ρ y θρθρθy)(ρbb bb b'b'ε=-+=-=d d d (a) 上式表明,线应变ε?随y 按线性规律变化。 物理方面 根据单向受力假设,且材料在拉伸及压缩时的弹性模量E 相等,则由 虎 克定律,得 ρ y E E εσ== (b) 式(b)表明,纯弯曲时的正应力按线性规律变化,横截面上中性轴处,y =0,因而 ?=0,中性轴两侧,一侧受拉应力,另一侧受压应力,与中性轴距离相等各点的正应 力数值相等(图7-5)。 静力学方面 虽然已经求得了由式(b)表示的正应力分布规律,但因曲率半径?和 中性轴的位置尚未确定,所以不能用式(b)计算正应力,还必须由静力学关系来解决。 在图7-5中,取中性轴为z 轴,过z 、y 轴的交点并沿横截面外法线方向的轴为x 轴,作用于微面积dA 上的法向微内力为dA σ。在整个横截面上,各微面积上的微内

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

《纯弯曲时的正应力》教案

《纯弯曲时的正应力》教案 南京航空航天大学刘荣梅 一、教学目标 1.明确纯弯曲和横力弯曲的概念,理解基本假设。 2.掌握纯弯曲正应力公式的推导方法。 3.掌握弯曲正应力公式的应用,解决工程问题。 4.运用问题探索研究式教学方法,激发学生的求知欲和探索动机;锻炼学生分析问题解决问题的能力;培养学生应用实践能力。 二、教学重点和难点 1.纯弯曲和横力弯曲 (1)纯弯曲杆件横截面上仅有弯矩,而无剪力的状态称为纯弯曲。 (2)横力弯曲杆件的横截面上既有弯矩又有剪力的状态称为横力弯曲。 2.中性层和中性轴 (1)中性层杆件弯曲变形时,沿轴线方向既不伸长又不缩短的一层,称中性层。在教学中以立体图形的方 式加以解释。 (2)中性轴中性层和横截面的 交线,即横截面上正应力为零的各点 的连线,称为中性轴。在教学中以立 体图形的方式演示。 (3)中性轴的位置纯弯曲时,直梁的中性轴通过横截面的形心且垂直于载荷作用面。强调这一结论是在轴力为零的情况下得到的。

z M y I σ= m ax M W σ= 3.直梁横截面上弯曲正应力公式 横截面上任一点正应力的大小和该点至中性轴的距离成正比,中性轴一侧为拉应力,另一侧则为压应力。横截面上最大正应力 其中W 为抗弯截面模量,几种常见横截面的W 计算公式: (1) 矩形截面 2 6 bh W = (2) 实心圆截面 3 32 d W π= (3) 空心圆截面 3 4 (1) 32 D W πα = - (4) 型钢 查型钢表或用组合法求。 注意:如果中性轴不是横截面对称(如T 形钢),m ax y 有两个,对应W 也应有两个。 三、 教学手段 综合运用演示实验、多媒体课件等教学手段。 四、 教学方法 问题探索研究式教学方法。 五、 解决方案及时间安排

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

纯弯曲梁的正应力实验参考书报告

《纯弯曲梁的正应力实验》实验报告 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计算公式 二、实验仪器设备和工具 3.XL3416 纯弯曲试验装置 4.力&应变综合参数测试仪 5.游标卡尺、钢板尺 三、实验原理及方法 在纯弯曲条件下,梁横截面上任一点的正应力,计算公式为 σ= My / I z 式中M为弯矩,I z 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。 为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律,在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度,平行于轴线贴有应变片。 实验采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。加载采用增量法,即每增加等量的载荷△P,测出各点的应变增量△ε,然后分别取各点应变增量的平均值△ε实i,依次求出各点的应变增量 σ实i=E△ε实i 将实测应力值与理论应力值进行比较,以验证弯曲正应力公式。 四、实验步骤 1.设计好本实验所需的各类数据表格。 2.测量矩形截面梁的宽度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y i 。见附表1 3.拟订加载方案。先选取适当的初载荷P 0(一般取P =10%P max 左右),估 算P max (该实验载荷范围P max ≤4000N),分4~6级加载。 4.根据加载方案,调整好实验加载装置。

5. 按实验要求接好线,调整好仪器,检查整个测试系统是否处于正常工作状态。 6. 加载。均匀缓慢加载至初载荷P 0,记下各点应变的初始读数;然后分级 等增量加载,每增加一级载荷,依次记录各点电阻应变片的应变值εi ,直到最终载荷。实验至少重复两次。见附表2 7. 作完实验后,卸掉载荷,关闭电源,整理好所用仪器设备,清理实验现场,将所用仪器设备复原,实验资料交指导教师检查签字。 附表1 (试件相关数据) 附表2 (实验数据) 载荷 N P 500 1000 1500 2000 2500 3000 △P 500 500 500 500 500 各 测点电阻应变仪读数 με 1 εP -33 -66 -99 -133 -166 △εP -33 -33 -34 -33 平均值 -33.25 2 εP -16 -3 3 -50 -67 -83 △εP -17 -17 -17 -16 平均值 16.75 3 εP 0 0 0 0 0 △εP 0 0 0 0 平均值 0 4 εP 1 5 32 47 63 79 △εP 17 15 1 6 16 平均值 16 5 εP 32 65 9 7 130 163 △εP 33 32 33 33 平均值 32.75 五、实验结果处理 1. 实验值计算 根据测得的各点应变值εi 求出应变增量平均值△εi ,代入胡克定律计算 各点的实验应力值,因1με=10-6ε,所以 各点实验应力计算: 应变片至中性层距离(mm ) 梁的尺寸和有关参数 Y 1 -20 宽 度 b = 20 mm Y 2 -10 高 度 h = 40 mm Y 3 0 跨 度 L = 620mm (新700 mm ) Y 4 10 载荷距离 a = 150 mm Y 5 20 弹性模量 E = 210 GPa ( 新206 GPa ) 泊 松 比 μ= 0.26 惯性矩I z =bh 3/12=1.067×10-7m 4 =106667mm 4

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

梁弯曲时横截面上的正应力

梁弯曲时横截面上的正应力 在确定了梁横截面的内力之后,还需要进一步研究横截面上的应力与截面内力之间的定量关系,从而建立梁的强度设计条件,进行强度计算。 1、纯弯曲与横力弯曲 从火车轴的力学模型为图2-53a所示的外伸梁。画其剪力、弯矩图(见图2-53b、c),在其AC、BD段内各横截面上有弯矩M和剪力F Q同时存在,故梁在这些段内发生弯曲变形的同时还会发生剪力变形,这种变形称为剪力弯曲,也称为横力弯曲。在其CD段内各段截面,只有弯矩M而无剪力F Q,梁的这种弯曲称为纯弯曲。 2、梁纯弯曲时横截面上的正应力 如图2-54a所示,取一矩形截面梁,弯曲前在其表面两条横向线m—m和n—n,再画两条纵向线a—a和b—b,然后在其两端外力偶矩M,梁将发生平面纯弯曲变形(见图2-54b)。此时可以观察到如下变形现象: ⑴横向线m—m和n—n任为直线且与正向线正交,但绕某点相对转动了一个微小角度。 ⑵纵向线a—a和b—b弯成了曲线,且a—a线缩短,而b—b线伸长。 由于梁内部材料的变化无法观察,因此假设横截面在变形过程中始终保持为平面,这就是纯梁弯曲时的;平面假设。可以设想梁由无数条纵向纤维组成,且纵向纤维间无相互的挤压作用,处于单向受拉或受压状态。 从图2-54b中可以看出,;梁春弯曲时,从凸边纤维伸长连续变化到凹边纤维缩短,期间必有一层纤维既不伸长也不缩短,这一纵向纤维层称为中性层(见图2-54c)。中性层与横截面的交线称为中性轴。梁弯曲时,横截面绕中心轴绕动了一个角度。 由上述分析可知,矩形截面梁弯曲时的应力分布有如下特点: ⑴中性轴的线应变为零,所以其正应力也为零。 ⑵距中性轴距离相等的各点,其线应变相等。根据胡克定律,它们的正应力也必相等。

弯曲正应力实验报告

弯曲正应力实验 一、实验目的:1、初步掌握电测方法和多点测量技术。; 2、测定梁在纯弯和横力弯曲下的弯曲正应力及其分布规律。 二、设备及试样: 1. 电子万能试验机或简易加载设备; 2. 电阻应变仪及预调平衡箱; 3. 进行截面钢梁。 三、实验原理和方法: 1、载荷P 作用下,在梁的中部为纯弯曲,弯矩为1 M=2 Pa 。在左右两端长为a 的部分内为横力弯曲,弯矩为11 =()2 M P a c -。在梁的前后两个侧面上,沿梁的横截面高度,每隔 4 h 贴上平行于轴线上的应变片。温度补偿块要放置在横梁附近。对第一个待测应变片联同温度补偿片按半桥接线。测出载荷作用下各待测点的应变ε,由胡克定律知 E σε= 另一方面,由弯曲公式My I σ=,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。 2、加载时分五级加载,0F =1000N ,F ?=1000N ,max F =5000N ,缷载时进行检查,若应变差值基本相等,则可用于计算应力,否则检查原因进行复测(实验仪器中应变ε的单位是 610-)。 3、实测应力计算时,采用1000F N ?=时平均应变增量im ε?计算应力,即 i i m E σε?=?,同一高度的两个取平均。实测应力,理论应力精确到小数点后两位。 4、理论值计算中,公式中的3 1I=12 bh ,计算相对误差时 -100%e σσσσ= ?理测 理 ,在梁的中性层内,因σ理=0,故只需计算绝对误差。 四、数据处理 1、实验参数记录与计算: b=20mm, h=40mm, l=600mm, a=200mm, c=30mm, E=206GPa, P=1000N ?, max P 5000N =, k=2.19 3 -641I= =0.1061012 bh m ? 2、填写弯曲正应力实验报告表格

纯弯梁正应力分布规律实验

中国矿业大学(北京) 工程土木工程_______专业_______班_________组 实验者姓名:__________实验日期:___________年____月___日 实验六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)的 分布规律。 2.验证纯弯曲梁的正应力计算公式。 二.实验仪器与设备 1.多功能工程力学实验台。 2.应力&应变综合参数测试仪一台。 3.矩形截面钢梁。 4.温度补偿块(或标准无感电阻)。 5.长度测量尺。 三.实验原理及方法 四.实验步骤

1.测量梁矩形截面的宽度b 和高度h 、载荷作用点到梁支点的距离a ,并测量各应变片到中性层的距离y I 。 2.将拉压传感器接至应力&应变综合参数测试仪中。 3.应变片连接采用1/4桥连接方式,将待测试应变片连接在A 、B 两端,将B 、B 1短接,在桥路选择上,将A 、D 两端连接补偿片,D 1、D 2短线连接即可。 4.本次实验的载荷范围为0~2kN ,在此范围内,采用分级加载方 式(一般分4~6级),实验时逐级加载,分别记录各应变片在各级载荷作用下的应变值。 五.实验结果处理 1.按实验记录数据求出各点的应力实验值,并计算出各点的应 力理论值。计算出它们的相对误差。 2.按同一比例分别画出各点应力的实验值和理论值沿横截面高度 的分布曲线,将两者进行比较,如两者接近,则说明弯曲正应 力的理论分析是可行的。 3.计算6#和5#的比值,若 μεε≈5 6 ,则说明纯弯曲梁为单向应力状 态。

4.实验数据可参照下表: 应变片至中性层的距离 梁宽度b= 20.84 mm;梁高度h= 40.15mm;施力点到支座距离l= 106 mm 应变片在各级载荷下的应变值 各测试点应力实验结果 P=400N

纯弯曲正应力分布规律实验

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; 2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。 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=0.28。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= 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5片应变片(其中:b=15 mm ,h=25 mm ,C=124mm ,梁长372mm ),各应变片的分布为:1#在二分之一h 处,2#、3#在上下对称于1#的四分之一h 处,4#、5#在弯曲梁的上下表面。 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。 四、实验步骤 1、对齐弯曲梁的下支座白色记号。 2、将力值调零,实验中取P 0=100N ,ΔP=350N ,Pmax=1500N ,分四次加载,在P 0 处将应变仪调零,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。 3、每个测点求出应变增量的平均值 4 ∑?=?i m ε ε (m=1,2,···,5),算出 相应的应力增量实测值 m m E εσ?=?测 (MPa )。其中,E 取MPa 101.25?。 4、纯弯曲段(CD 段)内的弯矩增量为:c P M ??= ?2 1 ,由公式y I M z m ?=?理σ 求出各测点的理论值,式中 123 bh I z = 。 5、对每个测点列表比较 测 m σ?和 理 m σ?,并计算相对误差 % 100???-?= 理 理 测m m m σσσεσ 在梁的中性层(第1点),因01=?理σ,故只需计算绝对误差。 五、实验结果的处理 按实验记录数据求出各点的应力实验值,并计算出各点的应力理论值。算出 它们的相对误差。实验记录和计算数据表格可参考表1和表2。 注:εμε6 101-=

纯弯曲正应力分布实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除纯弯曲正应力分布实验报告 篇一: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:?? m

yIx 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=eε 式中e是梁所用材料的弹性模量。 实 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

纯弯曲梁的正应力试验

实验六 纯弯曲梁的正应力实验 一、实验目的 1. 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计算公式; 3. 测定泊松比μ; 4. 掌握电测法的基本原理; 二、实验设备 1. 材料力学多功能实验台; 2. 静态数字电阻应变仪一台; 3. 矩形截面梁; 4. 游标卡尺; 三、实验原理 1. 测定弯曲正应力 本实验采用的是低碳钢制成的矩形截面试件,当力F 作用在辅助梁中央A 点时,通过辅助梁将压力F 分解为两个集中力2/F 并分别作用于主梁(试件)的B 、C 两点。实验装置受力简图如下图所示。 根据内力分析,BC 段上剪力0=S F ,弯矩Fa M 2 1=,因此梁的BC 段发生纯弯曲。 在BC 段中任选一条横向线(通常选择BC 段的中间位置),在离中性层不同高度处取5个点,编号分别为①、②、③、④、⑤,在5个点的位置处沿着梁的轴线方向粘贴5个电阻应变片,如下图所示。 D C B a F/2 F/2 E a ⑥ ⑤ ① ② ④ ③ h b

根据单向受力假设,梁横截面上各点均处于单向应力状态,应用轴向拉伸时的胡克定律, 即可通过测定的各点应变,计算出相应的实验应力。采用增量法,各点的实测应力增量表达 式为: i i E 实实εσ?=? 式中:i 为测量点的编号,i =1、2、3、4、5; i 实ε? 为各点的实测应变平均增量; 为各点的实测应力平均增量; 纯弯梁横截面上正应力的理论表达式为:z i i I y M ?=σ ; 增量表达式为: z i i I y M ??=?σ 通过同一点实测应力的增量与理论应力增量计算结果比较,算出相对误差,即验证纯弯 曲梁的正应力计算公式。 以截面高度为纵坐标,应力大小为横坐标,建立平面坐标系。将5个不同测点通过计 算得到的实测应力平均增量以及各测点的测量高度分别作为横坐标和纵坐标标画在坐标平 面内,并连成曲线,即可与横截面上应力理论分布情况进行比较。 2. 测定泊松比 在梁的下边缘纵向应变片⑤附近,沿着梁的宽度方向粘贴一片电阻应变片⑥(电阻应变 片⑥也可贴在梁的上边缘),测出沿宽度方向的应变,利用公式ε εν'=,确定泊松比。 四、实验步骤 1. 测量梁的截面尺寸h 和b ,力作用点到支座的距离以及各个测点到中性层的距离。 2. 根据材料的许用应力和截面尺寸及最大弯矩的位置,估算最大荷载,即: 然后确定量程,分级载荷和载荷重量。 3. 接通电阻应变仪电源,分清各测点应变片引线,把各个测点的应变片和公共补偿片接到 应变仪的相应通道,调整应变仪零点和灵敏度值。 4. 记录荷载为o F 的初应变,以后每增加一级荷载就记录一次应变值,直至加到n F 。 5. 按上面步骤再做一次。根据实验数据决定是否需要再做第三次。 [][]σσασa bh F bh F W M z 36212max 2max max max ≤?≤==i 实σ?

弯曲应力计算

第7章弯曲应力 7.1 引言 前一章讨论了梁在弯曲时的内力——剪力和弯矩。但是,要解决梁的弯曲强度问题,只了解梁的内力是不够的,还必须研究梁的弯曲应力,应该知道梁在弯曲时,横截面上有什么应力,如何计算各点的应力。 在一般情况下,横截面上有两种内力——剪力和弯矩。由于剪力是横截面上切向内力系的合力,所以它必然与切应力有关;而弯矩是横截面上法向内力系的合力偶矩, F时,就必然有切应力τ;所以它必然与正应力有关。由此可见,梁横截面上有剪力 Q 有弯矩M时,就必然有正应力 。为了解决梁的强度问题,本章将分别研究正应力与切应力的计算。 7.2 弯曲正应力 7.2.1 纯弯曲梁的正应力 由前节知道,正应力只与横截面上的弯矩有关,而与剪力无关。因此,以横截面上只有弯矩,而无剪力作用的弯曲情况来讨论弯曲正应力问题。 在梁的各横截面上只 有弯矩,而剪力为零的弯 曲,称为纯弯曲。如果在 梁的各横截面上,同时存 在着剪力和弯矩两种内 力,这种弯曲称为横力弯 曲或剪切弯曲。例如在图 7-1所示的简支梁中,BC 段为纯弯曲,AB段和CD 段为横力弯曲。 分析纯弯曲梁横截面 上正应力的方法、步骤与 分析圆轴扭转时横截面上 切应力一样,需要综合考 虑问题的变形方面、物理 方面和静力学方面。图7-1 变形方面为了研究与横截面上正应力相应的纵向线应变,首先观察梁在纯弯曲时的变形现象。为此,取一根具有纵向对称面的等直梁,例如图7-2(a)所示的矩形截

面梁,并在梁的侧面上画出垂直于轴线的横向线m -m 、n -n 和平行于轴线的纵向线d -d 、b -b 。然后在梁的两端加一对大小相等、方向相反的力偶e M ,使梁产生纯弯曲。此时可以观察到如下的变形现象。 纵向线弯曲后变成了弧线''a a 、''b b , 靠顶面的aa 线缩短了,靠底面的bb 线伸长了。横向线m -m 、n -n 在梁变形后仍为直线,但相对转过了一定的角度,且仍与弯曲了的纵向线保持正交,如图7-2(b)所示。 梁内部的变形情况无法直接观察,但根据梁表面的变形现象对梁内部的变形进行如下假设: (1) 平面假设 梁所有的横截面变形后仍为平面.且仍垂直于变形后的梁的轴线。 (2) 单向受力假设 认为梁由许许多多根纵向纤维组成,各纤维之间没有相互挤压,每根纤维均处于拉伸或压缩的单向受力状态。 根据平面假设,前面由实验观察到的变形现象已经可以推广到梁的内部。即梁在纯弯曲变形时,横截面保持平面并作相对转动,靠近上面部分的纵向纤维缩短,靠近下面部分的纵向纤维伸长。由于变形的连续性,中间必有一层纵向纤维既不伸长也不缩短,这层纤维称为中性层(图7-3)。中性层与横截面的交线称为中性轴。由于外力偶作用在梁的纵向对称面内因此梁的变形也应该对称于此平面,在横截面上就是对称于对称轴。所以中性轴必然垂直于对称轴,但具体在哪个位置上,目前还不能确定。 考察纯弯曲梁某一微段dx 的变形(图7-4)。设弯曲变形以后,微段左右两横截面的相对转角为d θ,则距中性层为y 处的任一层纵向纤维bb 变形后的弧长为 θy ρb'b')d (+= 式中,ρ为中性层的曲率半径。该层纤维变形前的长度与中性层处纵向纤维OO 长度相等,又因为变形前、后中性层内纤维OO 的长度不变,故有 θρO'O'OO bb d === 由此得距中性层为y 处的任一层纵向纤维的线应变 ρ y θρθρθy)(ρbb bb b'b'ε=-+=-=d d d (a)

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