建筑力學(xué)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書3教案

的。試驗(yàn)采用的圓截面短比例試樣按(GB/T228-2002)制成，如圖1-1所示。比較。圖中：d0為試樣直徑，l0l0=5d0。 1-金屬拉伸試驗(yàn)應(yīng)遵照(GB/T228-2002)在微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)時(shí)繪出試樣的拉伸曲線(也稱為F―Δl曲線)，如圖1-2所示。 1-低碳鋼試樣的拉伸曲線(圖1-2a)分為四個(gè)階段―彈性、屈服、強(qiáng)化、局部變形階段。如果在強(qiáng)化階段卸載，F(xiàn)―Δl曲線會(huì)從卸載點(diǎn)開始向下繪出平行于初始加載彈性階段直線的一條斜直線，表明它服從彈性規(guī)律。如若重新加載，F(xiàn)―Δl曲線將沿此斜變形很小時(shí)試樣就突然斷裂，斷口與橫截面重合，斷口形貌粗糙?？估瓘?qiáng)度σb較低，ss

，

Fb

，l1l0

，A0A1σs和抗拉強(qiáng)度σb。Ed0l0間三處測(cè)量試樣直徑，每處直徑取兩個(gè)相互垂直方向的平均值，做好記錄。三處直徑d0l0。熟悉微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)的操作方法，運(yùn)試應(yīng)用程序POWERTEST3.0，橫梁，使試樣下端緩慢插入下夾頭的V形卡板中，鎖緊下夾頭。編號(hào)、尺寸、材料等。設(shè)置完畢，可自定義文件名并確定工作后存盤； 金屬材料的壓縮屈服點(diǎn)σs和抗壓強(qiáng)度σb，由壓縮試驗(yàn)測(cè)定。按試驗(yàn)規(guī)范(GB7314-87)要求，壓縮試樣應(yīng)制成短圓柱形(參看圖2-1)。 圖2-h0增加時(shí)，摩擦力對(duì)試樣中段的影響減少，對(duì)影響較小。此外，如若試樣高度直徑比(h0／d0)較大，極易發(fā)生壓彎現(xiàn)象，抗壓強(qiáng)度測(cè)量值也不會(huì)準(zhǔn)確。所以壓縮試樣的高度與直徑的比值(h0／d0)1F—Δl曲線的發(fā)展情況，曲線由直線變?yōu)榍€的拐點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的載荷即為屈服載荷2-3所示。因此無法測(cè)量低碳鋼的抗壓強(qiáng)度Fb，壓縮試驗(yàn)載荷—變形曲線如圖2-3所示。 2- 圖2-鑄鐵壓縮試驗(yàn)時(shí)，由壓縮試驗(yàn)載荷—變形曲線(2-4)可看出，隨著載荷的增加，并用其計(jì)算截面初始面積A0。堅(jiān)硬平整的墊塊，用以保護(hù)試驗(yàn)機(jī)壓頭及支承座，并可調(diào)整試驗(yàn)區(qū)間的高度，減少空 Fb。注意觀察試樣斷裂后根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得數(shù)據(jù)，由式σs=Fs/A0計(jì)算低碳鋼的壓縮屈服點(diǎn)，由式σb=Fb/A0A0 3-料的其它拉伸性能時(shí)仍用I型或Ⅱ型試樣。1）I型、I型試樣采用機(jī)械加工法，重型試樣采用模塑法 I型、II型試樣尺 單位 模壓拉伸試樣尺 單位③加強(qiáng)片的粘結(jié)。用細(xì)砂紙打磨(或噴砂)粘結(jié)表面，注意不應(yīng)損傷材料強(qiáng)度。然后用溶劑(如)粘結(jié)表面，再用韌性較好的室溫膠(如環(huán)氧膠粘劑)粘結(jié)。注下，其力學(xué)性能一般仍按材料力學(xué)計(jì)算。但對(duì)纖維增強(qiáng)塑料實(shí)際上不太符合這些拉伸實(shí)驗(yàn)是指在規(guī)定的溫度((232)oC(相對(duì)濕度45%～55%)和試驗(yàn)速度下， 式中：Fmax為試驗(yàn)最大載荷；b為試樣寬度；h彈性模量E可表示為：E式中：ΔF為載荷—位移曲線上初始直線段的載荷增量；ΔlΔF對(duì)應(yīng)的標(biāo)距l(xiāng)0內(nèi)的位移增量。sE s產(chǎn)生規(guī)定應(yīng)變時(shí)的載荷；Δls為與載荷F對(duì)應(yīng)的標(biāo)距l(xiāng)0內(nèi)的變形值。為εt(%)，按下式計(jì)算：lb 0器內(nèi)至少放置24h。I型、III型試樣的加載速度為5mm/min；測(cè)定拉伸彈性模量等時(shí)，加載速度一般為安裝電子引伸計(jì)，施加初載(約為破壞載荷的5%)。2）I型試樣破壞在夾具內(nèi)或圓弧處；重型試樣破壞在夾具內(nèi)，或試樣斷裂處離夾緊處的距離小于l0mm。1）通過記錄曲線，載荷與相應(yīng)的變形值，計(jì)算得到拉伸強(qiáng)度、彈性模量(或 測(cè)定低碳鋼的剪切屈服點(diǎn)s、抗剪強(qiáng)度b和鑄鐵的抗剪強(qiáng)度b，觀察扭矩—驗(yàn)證圓截面桿扭轉(zhuǎn)變形 定律（Tl/GIp遵照(GB/T10128—1988)采用圓截面試樣的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，可以測(cè)定各種工程 4-段)和強(qiáng)化階段(cd段)構(gòu)成，但屈服階段和強(qiáng)化階段均不像拉伸試驗(yàn)曲線中那么明顯。 b)鑄圖4-從扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上可 試樣的屈服扭矩Ts和破壞扭矩Tb。由sTs/WTbTb/WT計(jì)算材料的剪切屈服點(diǎn)和抗剪強(qiáng)度，式中：Wd3/16 需要的是，對(duì)于塑性材料，采用實(shí)心圓截面試樣測(cè)量得到的剪切屈服點(diǎn)s和抗剪強(qiáng)度b，高于薄壁圓環(huán)截面試樣的測(cè)量值，這是因?yàn)閷?shí)心圓截面試樣扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截當(dāng)圓截面試樣橫截面的最外層切應(yīng)力達(dá)到剪切屈服點(diǎn)s時(shí)，占橫截面絕大部分的當(dāng)扭矩繼續(xù)增加使橫截面大部分區(qū)域的切應(yīng)力均達(dá)到剪切屈服點(diǎn)s時(shí)，試樣會(huì)表現(xiàn)出低碳鋼試樣和鑄鐵試樣的扭轉(zhuǎn)破壞斷口形貌有很大的差別。圖4-3a所示低碳鋼試4-3b450角的螺旋面，斷面是最大拉應(yīng)力作用 4-材料的切變模量G遵照(GB/T10128—1988)可由圓截面試樣的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)扭轉(zhuǎn)變形 定律Tl/GIp，式中：IPd/32為截面的極慣性矩。當(dāng)試樣4ooGT數(shù)據(jù)產(chǎn)生的誤差，而且可以通過每次載荷增量和扭轉(zhuǎn)角增量驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)變形

測(cè)試得到的G值與Gtr值進(jìn)行比較，檢驗(yàn)測(cè)試誤差。裝夾試樣（操作方法參見試驗(yàn)機(jī)使用手冊(cè) 每人一根試驗(yàn)鋼梁、一塊溫度補(bǔ)償鋼塊和若干枚電阻應(yīng)變片（6片。在 5-值（120Ω，同一批應(yīng)變片的阻值相差不應(yīng)超過出廠規(guī)定的范圍（02Ω。3磨出與應(yīng)變片粘貼方向成450的交叉紋(有必要時(shí)先刮漆層，去除油污，用細(xì)砂紙打磨一手用鑷子鑷?。ɑ蜃笫帜粗负褪持福?yīng)變片引出線，一手拿502膠瓶，在準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)定位線。用一小片聚四氟乙烯薄膜蓋在應(yīng)變片上，用手指均勻按壓應(yīng)變片， 5-（（是否短路703經(jīng)8小時(shí)即可?？捎冕t(yī)用士林、油二硫化鉬材料代替。五、實(shí)驗(yàn)步驟（電阻應(yīng)變儀操作參見設(shè)備介紹 5- 5-5-3的形式接成半橋，不加載荷，用白熾燈近距離照射試件上的工作片， Zbaaaa aaaaM

IZ CDh4行的電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片3粘貼在梁的中性層處。在梁的端部上表面零應(yīng)力處粘貼有由電阻應(yīng)變儀測(cè)得各點(diǎn)處的應(yīng)變值，在彈性范圍內(nèi)，有應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系：

實(shí)次ΔP相同，故應(yīng)是基本上按比例增加。實(shí)載法將力分配梁準(zhǔn)確地?cái)R在鋼梁上，測(cè)量AC和BD段距離，兩者應(yīng)嚴(yán)格相同。作片1，2，3，4，5，溫度補(bǔ)償片接補(bǔ)償位置A、B接線柱)。根據(jù)材料的應(yīng)力和實(shí)驗(yàn)裝置的有關(guān)尺寸，計(jì)算最大允許載荷值Fmax，并選定F0。按等量加載法擬定電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)加載方案，并同時(shí)根據(jù)需要記錄電阻應(yīng)變儀讀數(shù)i。

nE

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ZMP2對(duì)每一測(cè)點(diǎn)，列表比較與

理 理e 實(shí)

板組合而成；廠房的吊車的承重梁則是由鋼軌、鋼筋混凝土梁共同承擔(dān)吊車和重物的重量。實(shí)際中的組合梁的工作狀態(tài)是復(fù)雜多樣的，為了便于在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)僅選擇兩根截面（1（2疊梁在橫向力作用下，若上、下梁的彎矩分別為M1和M2 h1h2 1

，1M

E2I

ME1I1E2I2，M1當(dāng)疊合梁分別為鋼和鋁時(shí)，且鋼材與鋁材的彈性模量分別為 M2，M 3E2 E2合面上各加一個(gè)楔塊）E相等，所有單根梁的截面幾何尺寸相等。 7-l—純彎曲壓頭；2—上梁；3—T梁；48枚電阻片(7-1)，測(cè)定各測(cè)

IAB橋臂接工作片，BC橋臂接溫度補(bǔ)償片（另梁）重復(fù)步驟1～4進(jìn)試。 驗(yàn)證彎扭組合變形理論DdDd

8-

若在被測(cè)位置x、y平面內(nèi)，沿x、y方向的線應(yīng)變?yōu)閤,y，剪應(yīng)變?yōu)閤y，根據(jù)應(yīng)變分析可知，該點(diǎn)任一方向的線應(yīng)變的計(jì)算 xyxycos21 x2y 2xy1 y2

對(duì)于各向同性材料，主應(yīng)變1,2和主應(yīng)力1,3方向一致。應(yīng)用廣義虎克定律，即可確定主應(yīng)力1,3為 E（ E（ 和1200等 00，450方向，如圖所示。根據(jù)所測(cè)得的三個(gè)方向應(yīng)變 x x

圖8- y

022 30 tan2 0