1、材料力学实验报告1实 验 报 告 （五）纯弯曲梁正应力的测定时间 天气 小组 成绩1、目的（1）. 测定直梁纯弯曲时横截面上正应力分布规律，并与理论计算结果进行比较，以验证弯曲正应力公式；（2）. 了解电阻应变仪测量应变得方法。2、实验仪器和设备和工具（1）. 电阻应变仪和预调平衡箱；（2）. 游标卡尺。3、实验装置简图及应变片布置图四、实验原理梁受纯弯曲时，横截面上正应力 在理论上沿梁的高度成线性分布，其计算公式为： yIMz式中，M 为横截面上的弯矩， Iz 为梁横截面对中性轴的惯性矩。载荷 F/2 对称地加在一矩形截面直梁上，如图所示，梁中段产生纯弯曲变形。若将电阻应变片贴在梁中段任一横
2、截面处的不同高度上，当每增加一级载荷 F（用增量法）时，即可用电阻应变仪测出所贴应变片各点的纵向应变增量 ，根据胡克定律求出各点实测正应力增量 实 为： 实 =E。此值与理论公式计算出的各点正应力的增量 理 进行比较，就可验证弯曲正应力计算公式。5、实验报告要求（1） 、画出电阻应变片布置图。3456bP/2 P/28 1ha aL72材料力学实验报告2（2） 、列表整理测量数据（见表） 。（3） 、计算各纤维层的应力 实 ，画出应力分布图。（4） 、对 理 和 实 进行比较，计算相对误差，并分析误差原因。附表 1 试件相关数据应变片至中性层距离（mm） 梁的尺寸和有关参数R1 -20 宽度
3、b=20mmR3 -15 高度 h=40mmR4 -10 跨度 L=620mmR5 0 载荷距离 a=150mmR6 10 弹性模量 E=210GPaR7 15 泊松比 =0.28R2 20附表 2 实验数据P(N) 500 1500 2500 3500载荷P 1000 1000 1000 仪 -33 -102 -168 -237 仪 -69 -66 -691平均 1 -68 仪 -23 -75 -126 -182 仪 -52 -51 -563平均 3 -53 仪 -15 -50 -86 -125 仪 -35 -36 -394平均 4 -37 仪 1 1 -1 -5 仪 0 -2 -45平均
4、5 -2 仪 20 52 81 114 仪 32 29 336平均 6 31 仪 27 79 124 172 仪 52 45 487平均 7 48 仪 9 29 47 65 仪 20 18 188平均 8 19 仪 32 101 166 232 仪 79 65 66各测点电阻仪读数10-62平均 2 70材料力学实验报告3六、实验结果处理实验值和理论值的比较测点 理论值 i 理 （MPa） 实际值 i 实 （MPa） 相对误差（%）1 -14.06 -14.28 1.563 -10.55 -11.13 5.504 -7.03 -7.77 10.535 0.00 -0.42 6 7.03 6.5
5、1 7.407 10.55 10.08 4.458 3.40 3.99 2.102 14.06 14.70 4.557、结论1、影响实验结果准确性的主要因素是什么？2、弯曲正应力的大小是否受弹性模量 E 的影响？3、实验时没有考虑梁的自重，会引起误差吗？为什么？4、梁弯曲的正应力公式并未涉及材料的弹性模量 E，而实测应力值的计算却用上了弹性模量 E，为什么？1、是否进行温度补偿，梁的摆放位置，应变片的位置和方向的精确程度。2、正应力的决定式为 ，与弹性模量 E 无关。yIMz3、不会。相对于外部载荷，梁的自重可忽略不计。4、梁弯曲的正应力公式与弹性模量 E 无关，实测中测量的是梁的应变，要转化成应力需要用胡克定律，于是用上了弹性模量 E。-20-150-50510520-25-20-15-10- 510152025正 应 力 与 应 变 片 至 中 性 层 距 离 的 关 系理 论 值 实 际 值 (MPa)y (mm)
