材料力学创新实验

创新实验 单杠弯曲正应力测定一、实验目的 1测定单杠在纯弯曲时横截面上的正应力分布，验证平面假设理论和弯曲正应力公式 2学习电测应力实验方法。3了解生活中的弯矩现象，让实验走进生活。二、实验设备1学校操场单杠及固定加载。2电阻应变仪。3直尺,游标卡尺。三、实验原理 根据单杠弯曲的平面假设沿着单杠截面高度的正应力分布规律应当是直线。为了验证这 一假设，我们在单杠的纯弯曲段内粘贴7 片电阻应变片：1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#，由应变 仪测出读数即知道沿着单杠横面高度的正应力分布规律。四、实验步骤1.用游标卡尺测量梁的尺寸b和h,用钢尺量单杠的支点至力作用点的距离。2将各点的应变片和温度补偿片以半桥的形式接入应变仪。被测应变片接在上，补偿片接在BC上。仪器操作步骤：1）半桥测量时将D DD接线柱用连接片连接起来并旋紧。122）将标准电阻分别与A、B、C接线柱相连。3）接通电源开关。4）按下“基零”键仪表显示“0000”或“0000”（仪表内部已调好）。5）按下“测量”键，显示测量值，将测量值调到“0000”或“0000”。6）按下“标定”键仪表显示-10000附近值，按照所使用应变片灵敏度K=2.17,调节灵 敏度使显示为-9221。7）将“本机、切换”开关置“切换”状态。主机的A、B、C接线柱上的标准电阻去掉，将各被测量应变片一端分别与左上对应 的各A（AA?）接线柱相连，公共输出端与一B接线柱相连，温度补偿片接在B、 C 之间。被测点（应变片号）6421357接线端子（通道号）12345678）切换开关, 按次序所有点的平衡都调节在0000或-0000值上。9）转动手轮，使单杠加载荷，逐点测量、记录应变值。采用增量法加载，每次0.5kN。注意不能超载。0.5 kN ,初载荷调零；1.0 kN, 1.5 kN, 2.0 kN, 2.5 kN,读出应变值10）实验结束。卸载，仪器恢复原状。五、数据记录和计算理论计算：b = M y实验计算：= E &E=216GPaI表 6-1 试样尺寸及数据记录梁宽b(mm)梁高h(mm)惯性矩I(mm4)测点至中心轴的距离mm）d(mm) M(Nm)6421357载荷应变量（|J ）F(kN)6421357读数增量读数增量读数增量读数增量读数增量读数增量读数增量0.5-1.01.52.02.5增量平均值试验值理论值七、思考题1 分析试验误差产生的原因。 答：电阻应变仪本身精度，使用时调零、标定等不准确，载荷显示误差，尺寸测量误差， 材料特性误差。2 比较应变片 6#和 7#（或应变片 4#和 5#）的应变值，可得到什么结论？ 答：应变片6#和 7#（或应变片4#和 5#）的应变值大小相等，符号相反。3 本实验中对应变片的栅长有无要求？为什么？ 答：没有，因为纯弯曲梁，沿轴向截面上弯矩无变化，应力、应变也无变化。4. 实验中弯曲正应力大小是否受材料弹性模量E的影响。答：实际中弯曲正应力大小不受材料弹性模量E的影响。但是实验中弯曲正应力大小受 材料弹性模量E的影响，因为实验中所得的弯曲正应力是由所测应变和材料弹性模量 计算得的，若E给出比实际大，则计算应力也比实际的大。5. 单杠的弯钜试验与实验室横梁弯矩实验方法有何不同？6. 答：试验方法相同，应变p片位置放置不同。基本一样。单杠示意图