一、实验目的
1.测定矩形截面梁纯弯曲时横截面正应力分布规律;
2.掌握电测法的基本原理及方法。
二、实验仪器、设备
简易加载设备(BZ8001多功能实验台)、DH3818-2静态电阻应变仪、矩形截面钢梁、钢板尺。
BZ8001多功能实验台 DH3818-2静态电阻应变仪
三、实验原理和方法
梁发生纯弯曲变形时,横截面上正应力σ在理论上沿梁的截面高度y成斜直线规律变化,其计算公式为:
式中,M为梁横截面上的弯矩,Iz为梁横截面对中性轴(z轴)的惯性矩。
实验中是通过在受纯弯曲梁的一些截面高度粘贴应变片,用应变仪来测量其应变ε,再利用胡克定律
求出对应截面高度的应力值σ实,与理论值进行比较。为了实现纯弯曲,采用图所示的装置。加载之前,在梁发生纯弯曲变形的两个侧面,沿梁的横截
面高度,每隔h /4刻划平行线,在刻线处贴上应变片,即梁的上下边缘各贴一个应变片,中性层处贴一个应变片,中性层与梁的上下边缘之间各贴一个应变片。梁发生纯弯曲时,贴在其上的电阻应变片的长度将会发生改变,而导致电阻值的变化,可以通过静态电阻应变仪测出各处的应变εi,根据虎克定律,即可求出实验应力:
实验时仍采用“增量法”,每增加等量的载荷ΔF,测定各测点相应的应变增量一次Δ
,取应变增量的平均值
,依次求出各点应力增量
:
把
与理论计算公式算出的应力增量
加以比较,从而验证理论计算公式的正确性,式中的
。
四、实验步骤
1、调节加力梁两支座间的距离,a=160mm,并保证加力梁上力的作用点与压头对称;
2、将应变仪上的测力输出插头与力传感器连接。传感器测力值对应应变仪11测点读数,单位为kg。
传感器接线图
3、按1/4桥接线法,将5个电阻应变片引出的两根导线分别接入应变仪的第一至第五个接线柱的A、B端。把温度补偿片引出的两根导线接至应变仪公共补偿端的A、B端。
4、打开应变仪的电源,应变仪工作状态自动检索。(注意:当重新动过接线后,应变仪需重新打开电源,进行自动检索,数据才有效。)对于单臂接线(1/4桥测量),按照下列步骤进行:
5、手摇加载手轮,加初始荷载(建议加至30kg,即300N);
6、按应变仪上确认键,观察每个测点是否有应变值恒定不变(否则是导线没接好,或应变片损坏。修复后重复此操作),按平衡键清零,力值清零。
7、继续手摇加载手轮,各次加载增加值建议为100kg(1000N),分别测定和记录各次荷载下的5个测点的应变值。
8、实验完毕,卸掉荷载,请指导教师检查原始实验数据。
8.将仪器、工具等恢复原状,清理现场。
五、实验注意事项
1.DH3818-2静态电阻应变仪的测力读数单位为kg;最大加载力不能超过力传感器的额定值500kg。
2.力值清零时,只要按“确认”键,而不能用“增”键或“减”键将力值调整至零。
六、实验数据处理