实验七 叠梁弯曲正应力的测定.doc

1、实验七 叠梁弯曲正应力的测定一、目的1、用应变电测法测定三种不同形式组合梁横截面上的应变，应力分布情况。2、学习依据测试结果建立力学计算模型的思维方法。二、仪器设备1、静态电阻应变仪2、多功能组合实验台三、实验原理与方法实验装置及测试方法和纯弯曲梁的正应力试验相同，为了更好地进行对比分析和比较，我们特制了三种组合梁（即钢- 钢叠梁，钢- 铝叠梁，钢-铝胶粘叠梁，叠合面有胶粘剂的为胶粘叠梁） 。并且这三种梁的几何尺寸和受力情况均相同。组合后的整体尺寸也是和纯弯曲整体梁相同。梁的受力情况及几何尺寸见图 5-1 所示。并且贴片的位置及方法也和整体梁基本相同，也是在单根梁 CD 段某一截面的前后两侧面

2、上，在不同高度沿平行于各自中性层各贴有 8 枚电阻应变片，其中 3 和 3号位于上部梁的中性层上，2 和 2与 4 和 4号分别位于上部梁的上半部分和下半部分中图 5-1 叠梁加载示意图间。1 号位于上部梁的顶部中线上。同理下部梁贴片位置也和上部梁相同。6 和 6位于下部梁的中性层上，5 和 5与 7 和 7分别位于下部梁的上半部和下半部中间， 8 号位于下部梁的底部中线上（具体贴片位置详见图 5-1） ，并把前后各对称点的应变片进行串接。温度补偿片贴在一块与试件相同的材料上，实验时放在被测试件的附近，根据被测试件的材料选择相应的温度补偿块进行补偿。四、实验步骤1、打开测力仪电源，如果此时数字

3、显示不为“0”。用按“ZERO”键调整为“0” 。2、打开应变仪电源，预热 30 分钟，并对应变片进行灵敏系数 K 值设定和应变片桥路电阻值选择（参见电阻应变仪的使用） 。3、接线：首先看清叠梁的组合情况 ，是钢- 钢叠梁还是钢-铝叠梁，如果是钢- 钢叠梁，选 1 块钢块温度补偿片进行补偿即可；如果是钢- 铝叠梁，得选 2 块温度补偿块，钢梁用钢块补偿片进行温度补偿，铝梁用铝块补偿片进行温度补偿，一般分两排进行接线。钢梁上的工作片接一排，铝梁上的工作片接另一排，并分别接上相应的温度补偿片进行补偿。接线过程中注意看清各测点应变片的引出线颜色，将工作片的两根引出线按序号分别接到 A1B1 和 A2

4、B2共 8 对接线柱上，温度补偿片接到补偿接线柱上并拧紧。4、调零：按测点选择按钮选择所接的各个测点，依次按“数字键”和“ 平衡”按钮对各测点进行调零。重复检查 1 遍，直到全部测点的初始应变片在未加荷载之前均显示为“0000”或“0001”即可。5、加载：分三级进行（500N1000N1500N） ，顺时针转动加载手轮，对梁施加荷载，注意观察测力仪读数，快接近载荷值时，要缓慢旋转手轮。每级荷载P=500N，并分别记录每级荷载作用下各点的应变值（注意数字前符号，无“-”号者为拉应变，有“-” 号者为压应变） 。6、测试完毕，将荷载卸去，关闭电源，拆线整理所用仪器设备，清理现场，将所用仪器设备复

5、原，数据经教师检查签字。五、实验结果处理1、整理组合梁的实验数据。2、在白纸上按比例画出三组梁的应变、应力测试值沿截面高度的分布情况。3、计算各点的实测值和理论值的相对误差。六、理论值计算提示1叠梁假设材料弹性模量分别为 E1，E 2 的两梁在接触面无摩擦力地紧密叠合，且在各自内力作用下绕自己的中性 轴（轴惯性矩分别为 I1 和 I2）弯 曲，弯曲后接触面仍保持处处在 接触。图 4-5 叠梁横截面内力图图 4-5 是叠梁中截面的一段梁，截面上两梁的内力素分别是剪力 Q1，Q 2 和弯矩M1， M2。平衡方程式为Q1+Q2= PM1+M2= Pa根据材料力学弯曲理论和小变形时两根梁的曲率半径 1

6、2，有， 或 =K。12EI2EI表明两梁内力弯矩之比等于两梁的抗弯刚度之比，且为一常数 K。根据以上关系式，不难推算出钢-钢叠梁和钢- 铝叠梁的理论计算公式。 （由同学们自己推算）2钢-铝粘接叠梁钢-铝粘接叠梁要求同学们查找有关参考书和资料，并推算理论计算公式（提倡在同学间展开讨论） 。七、思考题1、上述三种梁的应力沿截面高度是怎样分布，其内力大小与性质有什么共同点和不同点。2、比较四种梁（整体梁为第四种）的承载能力。注意事项：1、切勿超载，所加荷载最大不能超过 1700N，否则将损坏胶粘叠梁的粘接层。2、测试过程中，不要震动仪器、设备和导线，否则将影响测试结果，造成较大的误差。3、注意爱护好贴在试件上的电阻应变片和导线，不要用手指或其它工具破坏电阻应变片的防潮层，造成应变片损坏。