實(shí)驗(yàn)七 疊梁彎曲正應(yīng)力的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)七疊梁彎曲正應(yīng)力的測(cè)定一、目的1、用應(yīng)變電測(cè)法測(cè)定三種不同形式組合梁橫截面上的應(yīng)變，應(yīng)力分布情況。2、學(xué)習(xí)依據(jù)測(cè)試結(jié)果建立力學(xué)計(jì)算模型的思維方法。二、儀器設(shè)備1、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀2、多功能組合實(shí)驗(yàn)臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理與方法實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試方法和純彎曲梁的正應(yīng)力試驗(yàn)相同，為了更好地進(jìn)行對(duì)比分析和比較， 我們特制了三種組合梁（即鋼-鋼疊梁，鋼-鋁疊梁，鋼-鋁膠粘疊梁，疊合面有膠粘劑的為膠 粘疊梁）。并且這三種梁的幾何尺寸和受力情況均相同。組合后的整體尺寸也是和純彎曲整 體梁相同。梁的受力情況及幾何尺寸見圖5-1所示。并且貼片的位置及方法也和整體梁基本相同，也是在單根梁CD段某一截面的前后兩側(cè)面上，在不同

2、高度沿平行于各自中性層各貼有8枚電阻應(yīng)變片，其中3和3號(hào)位于上部梁的中性層上，2和2與4和4號(hào)分別位鋼-鋁晚堂于上部梁的上半部分和下半部分中鋼鋼日均11501 FJJiaL1,f1鋼心】J弁 24m tn 7t（；Pn圖5-1 疊梁加載示意圖間。1號(hào)位于上部梁的頂部中線上。同理下部梁貼片位置也和上部梁相同。6和6位于下部梁的中性層上，5和5與7和7分別位于下部梁的上半部和下半部中間，8號(hào)位于下 部梁的底部中線上（具體貼片位置詳見圖5-1），并把前后各對(duì)稱點(diǎn)的應(yīng)變片進(jìn)行串接。溫度補(bǔ)償片貼在一塊與試件相同的材料上，實(shí)驗(yàn)時(shí)放在被測(cè)試件的附近，根據(jù)被測(cè)試件 的材料選擇相應(yīng)的溫度補(bǔ)償塊進(jìn)行補(bǔ)償。四、實(shí)驗(yàn)

3、步驟1、打開測(cè)力儀電源，如果此時(shí)數(shù)字顯示不為“0”。用按“ZERO”鍵調(diào)整為“0”。2、打開應(yīng)變儀電源，預(yù)熱30分鐘，并對(duì)應(yīng)變片進(jìn)行靈敏系數(shù)K值設(shè)定和應(yīng)變片橋路 電阻值選擇（參見電阻應(yīng)變儀的使用）。3、接線：首先看清疊梁的組合情況，是鋼-鋼疊梁還是鋼-鋁疊梁，如果是鋼-鋼疊梁， 選1塊鋼塊溫度補(bǔ)償片進(jìn)行補(bǔ)償即可；如果是鋼-鋁疊梁，得選2塊溫度補(bǔ)償塊，鋼梁用鋼 塊補(bǔ)償片進(jìn)行溫度補(bǔ)償，鋁梁用鋁塊補(bǔ)償片進(jìn)行溫度補(bǔ)償，一般分兩排進(jìn)行接線。鋼梁上的 工作片接一排，鋁梁上的工作片接另一排，并分別接上相應(yīng)的溫度補(bǔ)償片進(jìn)行補(bǔ)償。接線過程中注意看清各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變片的引出線顏色，將工作片的兩根引出線按序號(hào)分別接 到A

4、1B1和A2B2共8對(duì)接線柱上，溫度補(bǔ)償片接到補(bǔ)償接線柱上并擰緊。4、調(diào)零：按測(cè)點(diǎn)選擇按鈕選擇所接的各個(gè)測(cè)點(diǎn)，依次按“數(shù)字鍵”和“平衡”按鈕對(duì) 各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)零。重復(fù)檢查1遍，直到全部測(cè)點(diǎn)的初始應(yīng)變片在未加荷載之前均顯示為“土 0000 ”或“ 0001 ”即可。5、加載：分三級(jí)進(jìn)行（500N-1000N-1500N），順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)加載手輪，對(duì)梁施加荷 載，注意觀察測(cè)力儀讀數(shù)，快接近載荷值時(shí)，要緩慢旋轉(zhuǎn)手輪。每級(jí)荷載P=500N，并分 別記錄每級(jí)荷載作用下各點(diǎn)的應(yīng)變值（注意數(shù)字前符號(hào)，無-”號(hào)者為拉應(yīng)變，有“-”號(hào) 者為壓應(yīng)變）。6、測(cè)試完畢，將荷載卸去，關(guān)閉電源，拆線整理所用儀器設(shè)備，清理現(xiàn)場(chǎng)，

5、將所用儀 器設(shè)備復(fù)原，數(shù)據(jù)經(jīng)教師檢查簽字。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1、整理組合梁的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2、在白紙上按比例畫出三組梁的應(yīng)變、應(yīng)力測(cè)試值沿截面高度的分布情況。3、計(jì)算各點(diǎn)的實(shí)測(cè)值和理論值的相對(duì)誤差。六、理論值計(jì)算提示1 .疊梁假設(shè)材料彈性模量分別為E1，E2的兩梁在接觸面無摩擦力地緊密疊合，且在各自內(nèi)力 作用下繞自己的中性軸（軸慣性矩分別為I1和I2）彎曲，彎曲后接觸面仍保持處處在接觸。圖4-5 疊梁橫截面內(nèi)力圖圖4-5是疊梁中截面的一段梁，截面上兩梁的內(nèi)力素分別是剪力Q1, Q2和彎矩M1, M2。平衡方程式為1Q1+Q2= P1M1+M2= Pa根據(jù)材料力學(xué)彎曲理論和小變形時(shí)兩根梁的曲率半徑P1-P2,有表明兩梁內(nèi)力彎矩之比等于兩梁的抗彎剛度之比，且為一常數(shù)K。根據(jù)以上關(guān)系式，不難推算出鋼-鋼疊梁和鋼-鋁疊梁的理論計(jì)算公式。（由同學(xué)們自己 推算）2 .鋼-鋁粘接疊梁鋼-鋁粘接疊梁要求同學(xué)們查找有關(guān)參考書和資料，并推算理論計(jì)算公式（提倡在同學(xué) 間展開討論）。七、思考題1、上述三種梁的應(yīng)力沿截面高度是怎樣分布，其內(nèi)力大小與性質(zhì)有什么共同點(diǎn)和不同 點(diǎn)。2、比較四種梁（整體梁為第四種）的承載能力。注意事項(xiàng)：1、切勿超載，所加荷載最大不能超過1700N，否則將損壞膠粘疊梁的粘接層。2、測(cè)試過程中，不