纯弯曲正应力分布规律实验
纯弯梁正应力分布电测实验(精)
实验七 纯弯梁正应力分布电测实验实验内容一 纯弯梁正应力分布电测实验一、实验目的1、用电测法测定矩形截面梁在纯弯曲时的正应力的大小及其分布规律，并与理论值作比较。
2、初步掌握电测方法。
二、实验设备1、弯曲梁实验装置一台（见图7.2）2、YJ-4501A 静态数字电阻应变仪一台3、温度补偿片三、实验原理及方法试件选用矩形截面，荷载及测量点的布置如图7.1。
梁的材料为钢，其弹性模量a G E Ρ=210，转动实验装置上的加载手轮，可使梁受到如图7.1的荷载，梁的中段为纯弯曲段，荷载作用于纵向对称平面内，而且在弹性极限内进行实验，故为弹性范围内平面弯曲问题。
梁的正应力公式为y I M Z=σ式中：M --纯弯曲段梁截面上的弯矩Z I --横截面对中性轴的惯性矩y --截面上测点至中性轴的距离。
为了测量梁纯弯曲时横截面上应力分布规律，在梁的纯弯曲段沿梁的侧面各点沿轴线方向粘贴应变片，其分布如图（图7.1）应变片1#粘贴在中性层上，应变片2#、3#、应变片4#和应变片6#、7#分别粘贴在距离中性层为、和上下表面。
此外，在梁的上表面沿横向粘贴应变片8#，如果测得纯梁弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变，则由单向应力状态的胡克定律公式4/h 8/3h εσE =，可求出各点处的应力实验值。
将应力实验值与应力理论值进行比较，可得出测量误差。
式中：ε—各测量点的线应变E —材料的弹性模量 σ--相应各测点正应力若由实验，测得的应变片7#和8#的应变7ε和8ε满足μεε=78，则证明 验采用等增量加载的方法测量应力的实验值及计算理论值，计算时均应以弯矩增量及应变增量的平均值代入。
4#图7.1图中：， mm c 150=mm h 40=mm b 20= ， mm l 620= 1#--8#所示应变片粘贴位置及方向。
四、实验步骤1、检查梁是否安放稳妥2、把梁上的应变片接在静态电阻应变仪的A 、B 接线柱上。
公共温度补偿片接在0通道接线柱B 、C 上。
验证纯弯曲梁正应力分布规律
验证纯弯曲梁正应力分布规律纯弯曲梁是一种特殊的结构，由于其受力形式特殊，正应力分布也有其独特的规律。
本文将以此为题，深入探讨纯弯曲梁的正应力分布规律。
1、正应力分布式的推导首先，我们需要了解纯弯曲梁受力的形式。
纯弯曲梁是在外力作用下只产生弯曲形变而无拉伸和压缩的一种结构，其受力形式类似于杠杆。
根据材料力学原理，我们可以得出梁在受力时的弯曲矩和曲率半径的关系式：M = EI/R其中，M为弯曲矩，E为弹性模量，I为截面惯性矩，R为曲率半径。
然后，我们根据简单的力学原理，可以得到梁截面任意一点的切线与弯曲轴的夹角是该点处的弯曲半径R所对应的圆心角，也就是tanθ = y’/R，其中y’为该点的偏移量。
接着，我们可以得到梁截面任意一点的正应力分布式：σ = My/I = E(y/R)其中，y为该点的偏移量，σ为该点处的正应力。
2、正应力分布规律的解读由上述分布式可知，梁上不同点处的正应力与该点的偏移量成正比，这意味着梁截面越远离弯曲轴，其正应力就越大。
与此同时，正应力的分布形式也随着梁的形状和受力方式的改变而不同。
当梁为矩形截面时，正应力的分布形式是一个抛物线，最大值出现在截面中心。
当梁为圆形截面时，正应力的分布形式是一个线性分布式，越靠近圆心，正应力越小，越靠近边缘，正应力越大。
当梁为非对称截面时，正应力的分布形式是一个扭曲的线性分布式，同样也是越靠近截面中心，正应力越小，越靠近边缘，正应力越大。
此外，当梁在变形时，不同位置的正应力也会发生变化，造成整个梁的正应力分布形式的改变。
3、实际应用中的意义纯弯曲梁正应力分布规律的掌握对于工程设计和材料选择具有重要的意义。
在工程设计中，根据不同的受力形式和梁截面的形状，可以预测梁上不同位置的正应力大小，从而选择合适的材料进行制作，或者调整梁的截面尺寸和形状，以确保整个梁的正应力分布均匀，避免梁出现弯曲破坏。
此外，正应力分布规律的掌握也对于材料科学的研究具有意义。
纯-弯曲梁的正应力实验
纯-弯曲梁的正应力实验本实验旨在研究弯曲梁在受力时的正应力分布情况，通过实验数据的测量及分析，探讨影响梁正应力分布的因素，并对梁的强度进行评估。
1. 实验原理1.1 弯曲梁正应力分析弯曲梁是一种常用的结构元件，例如桥梁、楼层结构等，她受到外力的作用会发生弯曲形变，产生正应力和剪应力。
弯曲梁的正应力是沿着截面法向的应力，在梁的顶部为拉应力，底部为压应力。
正应力的计算公式如下：$$\sigma = \frac{My}{I}$$其中，$\sigma$为正应力，$M$为弯矩，$y$为受力点到截面重心的距离，$I$为截面惯性矩。
弯曲梁正应力的分布情况受到多种因素的影响，主要包括：① 梁材料的弹性模量：弹性模量越大，弯曲梁的刚度越大，相同外力作用下，梁的形变和正应力都会相应减小。
② 梁截面形状和尺寸：梁截面的惯性矩影响正应力的大小和分布情况。
截面抗弯性能越强，正应力越小。
③ 受力位置和方向：受力位置和作用方向是影响正应力大小和分布情况的重要因素。
不同位置和方向的外力作用会导致不同的正应力分布规律。
2. 实验设备和方法本实验采用的主要设备有：弯曲梁试验机、电子天平、千分尺等。
2.2 实验步骤1. 准备弯曲梁样品，将其加工成常用的矩形截面和半圆形截面，分别测量其截面形状和尺寸。
2. 调整弯曲梁试验机，设置好取样位置和取样方式。
3. 将弯曲梁放入试验机，设置试验参数，包括荷重大小、位移速率等。
4. 开始试验，记录每个荷载下的跨中挠度和荷载大小，并计算出弯矩大小。
5. 在试验过程中，用电子天平测量梁的重量，并用千分尺对梁的跨中直径和截面高度进行测量，计算出截面惯性矩。
6. 根据测量数据，计算出每个荷载下的正应力，并绘制出正应力分布图。
3. 结果分析3.1 实验数据记录本实验用常见的矩形和半圆形弯曲梁进行了试验，记录了不同工况下的荷载和跨中挠度等数据。
根据数据计算得出弯矩以及正应力等数据，具体数据结果如下表：1. 矩形截面弯曲梁（1）弯曲梁在起始荷载下出现了微小的振动，但并未发生失稳。
梁的纯弯曲正应力实验报告
梁的纯弯曲正应力实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对梁的纯弯曲实验，了解在梁的弯曲变形中产生的正应力分布规律，并通过实验数据的处理和分析，验证梁的正应力分布与理论计算的结果是否一致。
二、实验原理。
梁的纯弯曲是指梁在外力作用下只产生弯曲变形，不产生轴向拉伸或压缩的情况。
在梁的弯曲变形中，梁的上表面产生拉应力，下表面产生压应力，且在梁的截面上，不同位置的应力大小不同。
根据梁的弯曲理论，梁在弯曲变形中的正应力分布规律可以通过理论计算得出。
三、实验装置和仪器。
本实验所使用的实验装置包括梁的支撑装置、加载装置、测力传感器、位移传感器等。
其中，测力传感器用于测量梁在加载过程中的受力情况，位移传感器用于测量梁在加载过程中的位移情况。
四、实验步骤。
1. 将梁放置在支撑装置上，并调整支撑装置，使梁能够自由地产生弯曲变形；2. 将加载装置与梁连接，并通过加载装置施加一定的加载力；3. 同时记录梁在加载过程中的受力情况和位移情况；4. 依据实验数据，计算梁在不同位置的正应力大小，并绘制出正应力分布图；5. 将实验数据与理论计算结果进行对比分析，验证梁的正应力分布规律。
五、实验数据处理和分析。
通过实验测得的数据，我们计算出了梁在不同位置的正应力大小，并绘制出了正应力分布图。
通过对比实验数据与理论计算结果，我们发现梁的正应力分布与理论计算的结果基本一致，验证了梁的正应力分布规律。
六、实验结论。
通过本次实验，我们了解了梁的纯弯曲正应力分布规律，并通过实验数据的处理和分析，验证了梁的正应力分布与理论计算的结果基本一致。
因此，本实验取得了预期的实验目的。
七、实验总结。
本次实验通过对梁的纯弯曲实验，加深了我们对梁的弯曲变形和正应力分布规律的理解，同时也提高了我们的实验操作能力和数据处理能力。
希望通过本次实验，能够对大家有所帮助。
八、参考文献。
[1] 《材料力学实验指导书》。
[2] 《材料力学实验讲义》。
以上为梁的纯弯曲正应力实验报告，谢谢阅读。
纯弯曲正应力分布实验报告
纯弯曲正应力分布实验报告篇一：弯曲正应力实验报告一、实验目的1、用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律；2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。
3、初步掌握电测方法，掌握1/4桥，1/2桥，全桥的接线方法，并且对试验结果及误差进行比较。
二、实验仪器和设备1、多功能组合实验装置一台；2、TS3860型静态数字应变仪一台；3、纯弯曲实验梁一根。
4、温度补偿块一块。
三、实验原理和方法弯曲梁的材料为钢，其弹性模量E=210GPa，泊松比μ=。
用手转动实验装置上面的加力手轮，使四点弯上压头压住实验梁，则梁的中间段承受纯弯曲。
根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正应力计算公式为：??My Ix式中：M为弯矩；Ix为横截面对中性轴的惯性矩；y为所求应力点至中性轴的距离。
由上式可知，沿横截面高度正应力按线性规律变化。
实验时采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，载荷大小由带拉压传感器的电子测力仪读出。
当增加压力?P时，梁的四个受力点处分别增加作用力?P/2，如下图所示。
为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁纯弯曲段的侧面各点沿轴线方向布置了3片应变片，各应变片的粘贴高度见弯曲梁上各点的标注。
此外，在梁的上表面和下表面也粘贴了应变片。
如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变，则由单向应力状态的虎克定律公式??E?，可求出各点处的应力实验值。
将应力实验值与应力理论值进行比较，以验证弯曲正应力公式。
σ实=Eε式中E是梁所用材料的弹性模量。
实图3-16为确定梁在载荷ΔP的作用下各点的应力，实验时，可采用“增量法”，即每增加等量的载荷ΔP测定各点相应的应变增量一次，取应变增量的平均值Δε 把Δσ实与理论公式算出的应力??式中的M应按下式计算：实来依次求出各点应力。
??比较，从而验证公式的正确性，上述理论公????四、实验步骤1?Pa （3．16） 21、检查矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a，及各应变片到中性层的距离yi。
纯弯梁弯曲的应力分析实验报告精
30yp 应力分布曲线20 10 0 10 -20 -30应力b七、思考题1•为什么要把温度补偿片贴在与构件相同的材料上 ？答：应变片是比较高精度的传感元件，必须考虑温度的影响，所以需要把温度补 偿片贴在与构件相同的材料上，来消除温度带来的应变。
2•影响实验结果的主要因素是什么？答：影响本实验的主要因素：实验材料生锈，实验仪器精度以及操作的过程。
一、 实验目的和要求：1）2）用电测法测定纯弯曲梁受弯曲时（或 ）截面各点的正应力值，与理论计算值进行比较。
了解电阻应变仪的基本原理和操作方法二、 实验设备CM-1C 型静态电阻应变仪，纯弯曲梁实验装置三、 弯曲梁简图：—0理 亠b 宝J/2 J/2| / [11 I 丄丄. ___ JULlllx|图5-1 已知：、 、、、c h 『6、I ： 200GPa（或）截面处粘贴七片电阻片，即 R1、R2、R3、R4、R5、R6、在梁的纯弯曲段内R7。
R4贴在中性层处，实验时依次测出1、2、3、4、5、6、7点的应变，计算 出应力。
四、测量电桥原理 构件的应变值一般均很小，所以，应变片电阻变化率也很小，需用专门仪器进行 测量，测量应变片的电阻变化率的仪器称为电阻应变仪，其测量电路为惠斯顿电 桥，如图所示。
如图所示，电桥四个桥臂的电阻分别为 R1、R2、R3和R4,在设A 、C 端接电源，B 、D 端为输出端W-1ABL22fn/2A、B和B、C以上为全桥测量的读数，如果是半桥测量，则读数为半桥测量是将应变片R3和R4放入仪器内部，R1和R2测量片接入电桥，接入组成半桥测量。
五、理论和实验计算理论计算、扰I?实验值计算：AO _D二4JiD 门电桥，当构件受力后，设上述应变片感受到的应变分别为［、2、3、4相应的电阻改变量分别为、、和，应变仪的读数为d 4 U 1 2 34KU4 U 1 2KU:3.5bh2M cl 4 (JWZ l/.6bh3> 2.6M c2 1Z、d半所谓上式代表电桥的输出电压与各臂电阻改变量的一般关系。
弯曲应力—纯弯曲时的正应力(材料力学)
§5－2 正应力计算公式
3、物理关系
σ Eε
M
?
所以 σ E y
z
O
x
应力分布规律：
?
y
直梁纯弯曲时横截面上任意一点的正应力，与它到中性轴的距离成正比。待解决问题中性轴的位置?
中性层的曲率半径
§5－2 正应力计算公式
4、静力关系
横截面上内力系为垂直于横截面的空 间平行力系，这一力系简化得到三个内力分 M 量。
y t max
M
z
y
σtmax
σ cmax My cmax Iz
§5－2 正应力计算公式
二、横力弯曲时梁横截面上的正应力
实际工程中的梁，其横截面上大多同时存在着弯矩和剪力，为横 力弯曲。但根据实验和进一步的理论研究可知，剪力的存在对正应力 分布规律的影响很小。因此对横力弯曲的情况，前面推导的正应力公 式也适用。
（2）最大正应力发生在横截面上离中性轴最远的点处。
σ max M y max Iz
引用记号
Wz
Iz ymax
—抗弯截面系数
则公式改写为
σ max
M Wz
§5－2 正应力计算公式
对于中性轴为对称轴的横截面
矩形截面
Wz
Iz h/2
bh3 / 12 h/2
bh2 6
实心圆截面
Wz
Iz d /2
πd 4 / 64 d /2
推论：必有一层变形前后长度不变的纤维—中性层
⊥ 中性轴 横截面对称轴
中性层
中性轴
横截面对称轴
§5－2 正应力计算公式
2、变形几何关系
d
dx
图（a）
O’
b’ z
纯弯曲正应力分布规律实验数据
纯弯曲正应力分布规律实验数据一、实验介绍本次实验旨在研究纯弯曲情况下的正应力分布规律，通过测量和分析实验数据，探究不同材料和不同截面形状的试件在纯弯曲条件下的应力分布情况，为工程设计提供参考。
二、实验原理1. 纯弯曲概念纯弯曲是指杆件在外力作用下只发生弯曲变形而不发生拉伸或压缩变形的情况。
在纯弯曲状态下，杆件内部产生的应力是沿截面法线方向分布的。
2. 弹性模量弹性模量是材料抵抗变形能力的一个物理量，表示单位应力作用下单位长度物体产生的相对变形。
它是描述材料刚度大小的重要参数。
3. 截面惯性矩截面惯性矩是描述截面形状对于扭转刚度影响大小的一个物理量。
它越大，则说明该截面形状对于扭转刚度影响越小。
4. 应力公式在纯弯曲情况下，试件内部产生的正应力可以通过以下公式计算：σ = M*y/I其中，σ为正应力，M为弯矩，y为距离中心轴线的距离，I为截面惯性矩。
三、实验步骤1. 制备试件：根据实验要求制备不同材料和不同截面形状的试件。
2. 安装测力传感器：将测力传感器安装在试件上，用以测量试件受到的弯曲力和弯矩。
3. 进行弯曲试验：在实验机上进行弯曲试验，并记录下每个角度下试件受到的弯矩和变形量数据。
4. 计算应力分布：根据公式计算出每个角度下试件内部产生的正应力，并绘制出应力分布图。
5. 数据分析：对实验数据进行分析，探究不同材料和不同截面形状对于应力分布规律的影响。
四、实验数据与结果以下是本次实验得到的部分数据和结果：1. 材料为钢板，截面形状为圆形：弹性模量E = 2.1×10^11 Pa截面惯性矩I = πr^4/4其中r为半径。
通过计算得到该试件在不同角度下产生的正应力分布图如下：（插入图片）从图中可以看出，在圆形截面试件的弯曲过程中，试件内部产生的正应力沿截面法线方向分布，且最大值出现在距离中心轴线最远的位置。
此外，正应力随着距离中心轴线的距离增加而逐渐减小。
2. 材料为铝合金，截面形状为矩形：弹性模量E = 7.0×10^10 Pa截面惯性矩I = bh^3/12其中b为宽度，h为高度。
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实验三纯弯曲正应力分布规律实验
一、实验目的
1．用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律并与理论值进行比较；
2．验证纯弯曲梁的正应力计算公式；
3．掌握运用电阻应变仪测量应变的方法。
二、实验仪器和设备
1．多功能组合实验装置一台或弯曲梁试验装置；
2．TS3860型静态数字应变仪一台；
3．纯弯曲实验梁一根；
4．温度补偿块一块；
5．游标卡尺
3-1 多功能组合实验装置 3-2弯曲梁试验装置
1—弯曲梁 2—铸铁架 3—支架 4—加载杆
5—加载螺杆系统 6—载荷传感器 7和8—组成电子秤
三、实验原理和方法
弯曲梁的材料为钢，其弹性模量E＝200GN/m2，泊松比μ＝0.29。
用手转动实验装置上面的加力手轮，使四点弯上压头压住实验梁，则梁的中间段承受纯弯曲。
根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到纯弯曲正应力计算公式为：
x M y I σ=
（3-2） 式中：M 为弯矩；I x 为横截面对中性轴的惯性矩；y 为所求应力点至中性轴的距离。
由上式可知，沿横截面高度正应力按线性规律变化。
实验时采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，载荷大小由带拉压传感器的电子测力仪读出。
当增加压力ΔP 时，梁的四个受力点处分别增加作用力ΔP ／2，如图3-3所示。
为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁纯弯曲段的侧面各点沿轴线方向布置了7片应变片（见图3-3）（对多功能组合装置：b ＝18.3mm ；h ＝38mm ；c ＝133.5mm ），各应变片的粘贴高度见弯曲梁上各点的标注。
此外，在梁的下表面沿横向粘贴了应变片8#。
如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度各点的轴向应变，则由单向应力状态的胡克定律公式σ＝E ε，可求出各点处的应力实验值。
将应力实验值与应力理论值进行比较，以验证弯曲正应力公式。
若由实验测得应变片7#和8#的应变ε7，和ε8满足 87||εμε≈ 则证明梁弯曲时近似为单向应力状态，即梁的纵向纤维间无挤压的假设成立。
图3-3弯曲梁布片图
四、实验步骤
1．检查或测量（弯曲梁试验装置）矩形截面梁的宽度b 和高度h 、载荷作用点到梁支点距离c ，及各应变片到中性层的距离y i 。
2．检查压力传感器的引出线和电子秤的连接是否良好，接通电子秤的电源线。
检查应变仪的工作状态是否良好。
然后把梁上的应变片按序号接在应变仪上的各不同通道的接线柱A 、B 上，公共温度补偿片接在接线柱B 、C 上。
相应电桥的接线柱B 需用短接片连接起来，而各接线柱C 之间不必用短接片连接，因其内部本来就是相通的。
因为采用半桥接线法，故应变仪应处于半桥测量状态，应变仪的操作步骤见应变仪的使用说明书。
3．根据梁的材料、尺寸和受力形式，估计实验时的初始载荷P 0（一般按P 0＝0.1σS 确定）、最大载荷P max （一般按P max ≤0.7σS 确定）和分级载荷ΔP （一般按加载4～6级考虑）。
对多功能组合实验装置（图3-1）：取P 0＝20Kg ，ΔP ＝40Kg ， P max ＝180Kg ，分四次加载。
对弯曲梁实验装置（图3-2），本实验中取P 0＝50 Kg ，ΔP ＝100Kg ，P max ＝45Kg ，分四次加载。
实验时逐级加载，并记录各应变片在各级载荷作用下的读数应变。
4．卸去载荷，应变仪和电子秤复位
五、实验结果的处理
1．算出每增加ΔP 时，各测点处平均应变增量Δε实。
2．算出12 ，23
bh I c P M Z =∆=∆， 3．利用公式理σ∆=z I My ∆算出各测点处的理论应力增量Δσ理。
4．利用公式计算相对误差。
%100_⨯∆∆∆理论实验理论σσσ 5．将各点的Δσ实和∆σ理按相同比例绘在方格纸上，并分别连出横截面正应力实验
分布曲线和理论分布曲线，将二图加以比较验证理论公式。
6．计算ε8／ε7值，若ε8／ε7≈μ，则说明纯弯曲梁为单向应力状态。
实验记录和计算数据表格可参考表3-1、表3-2和表3-3。
六、思考题
1．比较应变片6#和7#的应变值，可得到什么结论？
2．本实验中对应变片的栅长尺寸有无要求？为什么？
3．如试验测得结果与理论计算结果不符合，分析误差原因。