疊合梁(復合梁)彎曲實驗

1、疊合疊合梁彎曲梁彎曲電測電測試驗試驗航天與建筑工程學院力學實驗中心航天與建筑工程學院力學實驗中心制作人：薛啟超制作人：薛啟超疊合梁的應用。疊合梁的應用。疊合梁結(jié)構(gòu)概述疊合梁結(jié)構(gòu)概述疊合梁結(jié)構(gòu)在工程中應用非常廣泛疊合梁結(jié)構(gòu)在工程中應用非常廣泛疊合梁結(jié)構(gòu)概述疊合梁結(jié)構(gòu)概述為為什什么么需需要要疊疊合合梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)充分利用材料，最大限度地提高充分利用材料，最大限度地提高材料的利用率。材料的利用率。能提高結(jié)構(gòu)的承載力，使結(jié)構(gòu)更能提高結(jié)構(gòu)的承載力，使結(jié)構(gòu)更加安全。加安全。用于結(jié)構(gòu)的加固和修復。用于結(jié)構(gòu)的加固和修復。疊合梁結(jié)構(gòu)概述疊合梁結(jié)構(gòu)概述實實驗驗目目的的認識工程中的疊合梁結(jié)構(gòu)，學習和理認識工程中的疊合

2、梁結(jié)構(gòu)，學習和理解疊合梁的設計理論和計算方法解疊合梁的設計理論和計算方法使用電測法測量測定疊合梁的應力分使用電測法測量測定疊合梁的應力分布，確定不同類型疊合梁的變形形式。布，確定不同類型疊合梁的變形形式。熟練應用應變儀，使用多種電橋的接熟練應用應變儀，使用多種電橋的接線方法來完成實驗，提高動手能力。線方法來完成實驗，提高動手能力。疊合梁疊合梁彎曲試驗彎曲試驗實驗設備實驗設備疊合梁疊合梁彎曲試驗彎曲試驗p拉鋁鋼力力& &應變綜合參數(shù)測試儀應變綜合參數(shù)測試儀疊合梁疊合梁實驗裝置與部件實驗裝置與部件疊合梁疊合梁彎曲彎曲實驗原理實驗原理疊合梁的變形形式：界面自由疊合梁的變形形式：界面固

3、定疊合梁疊合梁彎曲彎曲實驗原理實驗原理疊合梁界面自由時彎矩的計算：假設在彎曲時兩梁中性層產(chǎn)生了相同的曲率120011=EIEIMM0120=+=2=2EIM MMM界面自由時兩梁所承擔的彎矩是單根梁承擔彎矩的2倍。30=12bhI疊合梁疊合梁彎曲彎曲實驗原理實驗原理疊合梁界面固定時發(fā)生相同變形時彎矩的計算：假設在彎曲時兩梁界面產(chǎn)生了相同的曲率01=EIM總008=4EIMM總發(fā)生相同變形時，界面固定時所承擔的彎矩值為界面自由時的4倍，單根梁的8倍。30b 2=812hII疊合梁疊合梁彎曲彎曲實驗原理實驗原理所承擔的極限彎矩的計算：假設在彎曲時兩梁邊緣均達到屈服應力Y能夠承擔的極限彎矩，固定界面

4、是自由界面的2倍。接觸邊界自由時：002= = 2hMY IYMIh極限彎矩為：02=4YIMh接觸邊界固定時：=88MhM hYIYMIIh總總總極限彎矩為： =8YIMh總疊合梁疊合梁彎曲彎曲實驗原理實驗原理疊合梁材料不一致時：共同變形時，中性層位置發(fā)生改變，偏向彈性模量較大的一側(cè)。假設偏移量為e，由截面內(nèi)力平衡可得：-0-e0=E =E-=0Ed + Ed + Ed =0hehhhyy ey ey ebdyyyy鋼鋼鋁疊合梁疊合梁彎曲彎曲實驗原理實驗原理計算獲得的中性軸偏移量為：) 1(2) 1(nnheE=nE鋼鋁 22111ZZIEIEMIZ1為梁1截面對中性軸的慣性距；IZ2為梁2

5、截面對中性軸的慣性距。 1111122ZZE MyyEE IE I2221122ZZE MyyEE IE I單臂測量（單臂測量（1/41/4橋）橋）B A D C UAC R1 R2 R4 R3 UBD 工作片工作片公共補償片公共補償片114)(4KUKUACTTAC疊合梁彎曲接線方法疊合梁彎曲接線方法單臂測量單臂測量電橋的兩個橋臂電橋的兩個橋臂ABAB和和BCBC上任一橋臂接工作應變計，而上任一橋臂接工作應變計，而另一橋臂接溫度補償應變計。另一橋臂接溫度補償應變計。待測試應變的應變片為工作片，待測試應變的應變片為工作片，不收力的相同的應變片為補償片，不收力的相同的應變片為補償片，而另外兩個橋

6、臂接電阻應變儀的內(nèi)而另外兩個橋臂接電阻應變儀的內(nèi)部固定電阻，部固定電阻，其測得的應變值相減其測得的應變值相減21d疊合梁疊合梁彎曲試驗彎曲試驗力力& &應變綜合參數(shù)測試儀應變綜合參數(shù)測試儀的接線方法的接線方法實實驗驗步步驟驟1 1、 設計好本實驗所需的各類數(shù)據(jù)表格。設計好本實驗所需的各類數(shù)據(jù)表格。2 2、測量測量疊合疊合梁的有關(guān)尺寸，確定試件有關(guān)參數(shù)。梁的有關(guān)尺寸，確定試件有關(guān)參數(shù)。3 3. . 本實驗取初始載荷本實驗取初始載荷P P0 0=0.=0.4 4KNKN（4 400N00N），），P Pmaxmax= =1.61.6KN(KN(161600N)00N)， P=0.P

7、=0.4 4KN(KN(4 400N)00N)，共分四次加載，共分四次加載；4. 4. 實驗采用多點測量中半橋單臂公共補償接線法。實驗采用多點測量中半橋單臂公共補償接線法。將將應變片和補償片接到應變儀上應變片和補償片接到應變儀上疊合梁疊合梁彎曲彎曲實驗步驟實驗步驟實實驗驗步步驟驟5 5、接好線，調(diào)整好儀器，檢查整個接好線，調(diào)整好儀器，檢查整個系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。6 6、實驗加載。均勻慢速加載實驗加載。均勻慢速加載，記下記下各級載荷下各級載荷下各點應變片各點應變片的的讀數(shù)讀數(shù)。7 7、作完試驗后，卸掉載荷，關(guān)閉電作完試驗后，卸掉載荷，關(guān)閉電源，將所用儀器設備復原，實驗資料源，將所用儀器設備復原，實驗資料交指導教師檢查簽字。交指導教師檢查簽字。 疊合梁疊合梁彎曲彎曲實驗步驟實驗步驟1 1、分析相同材料、不同高度的疊合梁在分別、分析相同材料、不同高度的疊合梁在分別考慮界面自由和界面固定時的彎矩承載力的考慮界面自由和界面固定時的彎矩