實驗5工字鋼三點彎曲時危險點應力狀態(tài)的測定

1、實驗五 工字鋼三點彎曲時危險點應力狀態(tài)的測定實驗目的1. 進一步學習應變計的粘貼技術；2. 學習電阻應變花的使用；3. 學習平面應力狀態(tài)主應力和主方向的測定方法;二.實驗器材和設備1. 電阻應變計、應變花若干；2. 萬用表；3. 502粘結劑；4. 電烙鐵、鑷子等工具；5. 丙酮等清洗器材，防潮用硅膠;6. 測量導線若干；7. 100伏兆歐表（測絕緣電阻用）8. 工字鋼1個；9. 靜態(tài)電阻應變儀；10. 萬能試驗機。實驗原理圖5-1所示工字鋼在跨中受集中載荷 P作用，由材料力學可知其跨中截面 為危險截面，其中A、B、C三點為可能的危險點。A點在翼緣上表面，有最大正應力，為單向應力狀態(tài)，計算公式

2、為：只需沿軸向方向粘貼一片應變計就可測出其應力的大小，二二 E ;（ 5-1）B點在翼緣和腹板的交界處，該點的正應力和剪應力均較大，為主應力方 向未知的平面應力狀態(tài)，需在該點粘貼三軸應變花才能測出主應力的大小和方 向，計算公式為主應力：- ( ； 0-90 ) 2 (2 ； 451亠(5-2)（T 1和0線夾角:(5-3)C點在中性層上，無正應力，剪應力最大，為純剪應力狀態(tài)，其主應力方 向在土 45°,因此分別在45°和-45。方向各粘貼一片應變計就可測出該點的主 應力的大小，計算公式為：a（；2；1）(5-4)r B圖5-2危險點的應力狀態(tài)示意圖四. 實驗步驟1. 測定工

3、字鋼的翼緣寬度和截面高度，由此查表確定工字鋼的型號及慣性矩Iz和抗彎截面模量Wz等數(shù)據(jù)；2. 測量工字鋼的長度，由此確定跨距 L的大小，并在工字鋼上做出標記；3. 根據(jù)L選定跨中截面，在 A點沿軸向粘貼一片應變計，在 B點粘貼45°應變花，在C點沿45°和-45。各粘貼一片應變計（或直角應變花、或三軸45° 應變花不用中間一片），貼片方法詳見實驗指導書中的實驗一電阻應變計的粘貼技術。4. 將應變計依次接到平衡箱的 A、B接線柱上，在B C接線柱上接入1片溫 度補償應變計（最多5片應變計共用一片補償應變計，可在另一已貼片的工字鋼中選擇）。5. 將應變儀的各通道調平衡

4、，如不能平衡，則需進行檢查，直到平衡為止。6. 加載方案的制訂：工字鋼的原材料為 Q235其屈服強度為（7 s=235MPa取安全系數(shù)n=2,則許用應力為7 =118MPa分別通過A B C三點的受力情況， 按第三強度理論計算所允許施加的最大載荷PAma、PBmax FCmax,則實驗中的最大載荷PmaX=min（PAmax PBma、Pcma）。根據(jù)Pmax選定試驗機的量程，則初載荷Po= 選用量程X 10%分5級加載，則每級載荷為：P . . P，:P 二-（5-5）57. 按加載方案逐級加載，記錄每點的應變讀數(shù)，并初步分析數(shù)據(jù)是否正常，如 不正常，則須找出原因，重做實驗。共做三次。五. 數(shù)據(jù)處理1. 理論計算A、B、C三點的主應力及方向；2. 用公式（5-1）計算A點的應力，用公式（5-2）和（5-3）計算B點的主應 力的大小和方向，用公式（5-4）計算C點的主應力，計算中E=200GPa,卩 =0.3。3. 將理論計算結果與實測結果進行比較，計算相對誤差。六. 實驗報告要求1. 簡述實驗目的、所用儀器、實驗