材料力学实验3.ppt

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1、梁的弯曲正应力实验一、实验目的1、测定纯弯曲梁横截面上正应力分布，并与理论值进行比较，验证弯曲正应力公式。2、掌握应变仪的使用方法。二、实验设备1、XL2118B型力&应变综合参数测试仪、计算机。2、组合试验台。三、实验原理及方法1、梁的尺寸及相关数据宽度：b=20mm高度：h=40mm跨度：L=650mm载荷距离a=150mm弹性模量：E=2.1×10^5MPa灵敏系数：K=2.0梁的弯曲正应力实验2、应变片至中性层的距离y1=y5=20mm；y2=y4=10mm；y3=0；3、装置简图弯曲正应力实验装置图A

2、Py5y1y4y2PLabhDBC弯曲正应力实验装置简图A梁的弯曲正应力实验4、理论计算根据试验装置简图可知，梁的C-D段在荷载作用下将产生纯弯曲变形，由弯曲正应力公式：可以得到梁不同高度上的理论值。5、实验计算在荷载作用下，通过应变仪测得C-D段截面上不同高度处各点的应变值、由胡克定律可得：即可求出各点处的实验应力值。梁的弯曲正应力实验6、接桥方式：采用半桥单臂、构件外补偿的接桥方式。7、加载方式：采用增量法加载，即在每级载荷下测得5个点的应变值、每级载荷400N（每边200N）共5级。ε1ε4ε5ε2354

3、2ε1△ε1△ε1△载荷/N△PPP2△PP1P4P3P5△P△P△Pε1ε1ε11ε2ε2ε2ε5△ε3△ε3△ε2△ε2△ε2△ε3ε3ε3ε3ε3△ε4ε4ε4ε5△ε4△ε4△ε4△ε5ε5ε5ε5△各测点电阻应变仪读数/με梁的弯曲正应力实验四、数据处理：实验值：理论值：五、绘出σi理与σi实的应力分布图及误差计算：σy－＋理论应力值分布图yσ－＋实验应力值分布图误差计算弯扭联合作用下主应力和内力测定一、实验目的1、测定圆管在弯扭联合作用下一点的主应力。2、进一步掌握应变仪的使用方法。二、实验设备1

4、、XL2118B型力&应变综合参数测试仪、计算机。2、组合试验台。三、实验原理及方法1、圆管尺寸及相关数据L=300mm；l0=250mm；D=55mm;d=51mm;E=2.1×10^5MPa；γ=0.26；K=2.0;a=250mm;弯扭联合作用下主应力和内力测定弯扭组合实验装置图M点（上片）M点/（下片）弯扭联合作用下主应力和内力测定2、测定主应力和主方向（1）理论分析：在弯扭联合作用下，圆管发生组合变形，在圆管的m点处于平面应力状态，在m点处单元体上作用有弯矩引起的正应力σx、由扭矩引起的剪应力τn

5、、主应力是一对拉应力σ1和一对压应力σ3。单元体上的正应力和剪应力可按下式计算：式中：M—弯矩：M=P×L；Mn—扭矩：Mn=P×a；σ3τnτnσ1σ1σ3圆管m点应力状态弯扭联合作用下主应力和内力测定Wz—空心圆管抗弯截面模量WT—空心圆管抗扭截面模量由二向应力状态分析可得主应力大小及其方向：主应力：主方向：弯扭联合作用下主应力和内力测定（2）实验测定：采用45°应变花粘贴在圆管l0=250mm点处，如图所示。加载采用逐级加载法、每级荷载200N分四级进行加载到800N，既可测得a、b、c三个方向的线应

6、变为，接桥采用半桥单臂形式。45°45°300mm51mmmm/yxmm/ε-45°ε+45°ε0°b/（b）C/（a）a/（c）弯扭组合实验装置简图55mm250mm250mm弯扭联合作用下主应力和内力测定按下式可算出主应变的实验值：由广义虎克定律计算出主应变：主方向α0由下式确定：弯扭联合作用下主应力和内力测定五、实验结果处理1）根据以上给出的理论和实验值公式分别计算出理论值和实验值的主应力和主方向、写出计算过程。2）计算出主应力和主方向实验值和理论值的相对误差。压杆稳定实验一、实验目的1、测定两端铰支

7、压杆的临界Pcr并以理论值进行比较、以验证欧拉公式。2、观察两端铰支压杆丧失稳定的现象。二、实验设备1、XL2118B型力&应变综合参数测试仪、计算机。2、组合试验台。三、实验原理及方法厚度：t=2.8mm；宽度：b=20mm;长度：L=320mm;弹性模量：E=2.1×10^5MPa；压杆稳定实验（1）实验原理：对于两端铰支的细长压杆，其临界载荷为式中I：杆横截面的最小惯性矩，L：杆长。临界载荷公式是在小变形和“理想压杆”的条件下导出的。即杆的轴线为几何上的理想直线，并且压力作用线完全与杆轴线重合。这样当P＜

8、Plj时，压杆始终能保持原有直线形状的稳定平衡；当P=Plj时压杆即处于临界状态，可以在微弯的情况下保持平衡。但是对于实际的压杆，在加工制造时，不可避免地会有一些初始曲率，压力作用线也不可能毫无偏差地与杆轴线重合。压杆稳定实验因此使得在P＜Plj时压杆就会因偏心压缩而产生弯曲变形。这种弯曲变形随着压力的增大而不断增加。不过当P远小于Plj时，挠度δ增长很慢。当P接近Plj时，δ则急剧增