第三部分 电测实验

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1、第三部分电测实验实验五梁的弯曲正应力实验一、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计算公式二、实验仪器设备和工具1、组合实验台中纯弯曲梁实验装置2、XL2118系列力＆应变综合参数测试仪3、游标卡尺、钢板尺三、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一点的正应力，计算公式为式中为弯矩，为横截面对中性轴的惯性矩；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（如图5-1）。图5-1应变片在梁中的位置实验可采用半桥单臂、公

2、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，测出各点的应变增量，然后分别取各点应变增量的平均值，依次求出各点的应变增量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和高度、载荷作用点到梁支点距离及各应变片到中性层的距离。见表5-1。3、拟订加载方案。先选取适当的初载荷（一般取左右），估算（该实验载荷范围），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，记下各点应变的初始读数；然后

3、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，直到最终载荷。实验至少重复两次，见附表5-2。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，将所用器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。五、实验结果处理1、试件相关数据表5-1（试件相关参考数据）应变片至中性层距离（mm）梁的尺寸和有关参数y1－20宽度b=20mmy2－10高度h=40mmy30跨度L=600mmy410载荷距离a=125mmy520弹性模量E=206GPa泊松比μ=0.26惯性矩Iz=bh3/12=1.067×10-7m42、数据记录表5-2（实验数据）载荷（N）P50010

4、001500200025003000△P500500500500500各测点电阻应变仪读数1平均值2平均值3平均值4平均值5平均值3、实验值计算根据测得的各点应变值求出应变增量平均值，代入胡克定律计算各点的实验应力值，因1µε=10-6ε，所以有，各点实验应力计算：2、理论值计算载荷增量△P=500N弯距增量△M=△P·a/2=31.25N·m各点理论值计算：。3、绘出实验应力值和理论应力值的分布图分别以横坐标轴表示各测点的应力和，以纵坐标轴表示各测点距梁中性层位置，选用合适的比例绘出应力分布图。4、实验值与理论值的比较表5-3实验值与理论值的比较测点理论值（MPa）实际值（MPa）

5、相对误差（%）12345实验六薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定一、实验目的1.用电测法测定平面应力状态下主应力大小及方向，并与理论值进行比较。2.测定薄壁圆筒在弯扭组合变形作用下的弯矩和扭矩。3.进一步掌握电测法。二、实验仪器设备和工具1、弯扭组合实验装置、2、力＆应变综合参数测试仪3、游标卡尺、钢板尺三、实验原理和方法1、测定主应力大小和方向薄壁圆筒受弯扭组合作用，使圆筒发生组合变形，圆筒的m点处于平面应力状态（图6-2）。在m点单元体上作用有由弯矩引起的正应力σx,由扭矩引起的剪应力τn，主应力是一对拉应力和一对压应力,单元体上的正应力和剪应力可按下式计算，，。式中—弯矩，—扭

6、矩，—抗弯截面模量，对空心圆筒：—抗扭截面模量，对空心圆筒：由二向应力状态分析可得到主应力及其方向：，图6-2圆筒m点应力状态本实验装置采用的是45°直角应变花，在m、mˊ点各贴一组应变花（如图6-3所示），应变花上三个应变片的α角分别为-45°、0°、45°，该点主应变和主方向主应力和主方向图6-3测点应变花布置图2.测定弯矩薄壁圆筒虽为弯扭组合变形，但m和mˊ两点沿X方向只有因弯曲引起的拉伸和压缩应变，且两应变等值异号。因此将m和mˊ两点应变片b和bˊ，采用不同组桥方式测量，即可得到m、m′两点由弯矩引起的轴向应变，则截面m-m′的弯矩实验值为3.测定扭矩当薄壁圆筒受纯扭转时，m

7、和m′两点45°方向和-45°方向的应变片都是沿主应力方向。且主应力和数值相等符号相反。因此，采用不同的组桥方式测量，可得到m和m′两点由扭矩引起的主应变。因扭转时主应力和剪应力相等。则可得到截面m-m′的扭矩实验值为四、实验步骤1、设计好本实验所需的各类数据表格。2、测量试件尺寸、加力臂长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。见附表1。3、将薄壁圆筒上的应变片按不同测试要求接到仪器上，组成不同的测量电桥。调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态