材料力学实验参考要点
材料力学实验指导书

材料力学实验指导书实验一 拉伸实验拉伸实验是测定材料力学性能的最基本最重要的实验之一。
由本实验所测得的结果,可以说明材料在静拉伸下的一些性能,诸如材料对载荷的抵抗能力的变化规律、材料的弹性、塑性、强度等重要机械性能,这些性能是工程上合理地选用材料和进行强度计算的重要依据。
一、实验目的要求1.测定低碳钢的流动极限S σ、强度极限b σ、延伸率δ、截面收缩率ψ和铸铁的强度极限b σ。
2.碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象,绘出外力和变形间的关系曲线(L F ∆-曲线)。
3.较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况。
二、实验设备和仪器材料试验机、游标卡尺、两脚标规等三、拉伸试件金属材料拉伸实验常用的试件形状如图所示。
图中工作段长度l 称为标距,试件的拉伸变形量一般由这一段的变形来测定,两端较粗部分是为了便于装入试验机的夹头内。
为了使实验测得的结果可以互相比较,试件必须按国家标准做成标准试件,即d l 5=或d l 10=。
对于一般板的材料拉伸实验,也应按国家标准做成矩形截面试件。
其截面面积和试件标距关系为A l 3.11=或A l 65.5=,A 为标距段内的截面积。
四、实验方法与步骤1、低碳钢的拉伸实验:1)试件的准备:在试件中段取标距d l 10=或d l 5=在标距两端用脚标规打上冲眼作为标志,用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径d (在每处的两个互相垂直的方向各测一次取其平均值)取最小值作为计算试件横截面面积用。
2)机的准备;首先了解材料试验机的基本构造原理和操作方法,学习试验机的操作规程。
根据低碳钢的强度极限b σ及试件的横截面积,初步估计拉伸试件所需最大载荷,选择合适的测力度盘,并配置相应的摆锤,开动机器,将测力指针调到“零点”,然后调整试验机下夹头位置,将试件夹装在夹头内。
3)进行实验:试件夹紧后,给试件缓慢均匀加载,用试验机上自动绘图装置,绘出外力F 和变形L ∆的关系曲线(L F ∆-曲线)如图所示。
第一章 材料力学实验

第一章材料力学实验基本要求:对一些材料的基本常用力学性能指标进行测定,对根据假设导出的理论公式加以验证。
实验应力的初步分析,掌握所用仪器设备的操作规程及熟练使用仪器设备,进行数据采集及分析,观察实验过程中各种物理现象。
重点与难点:实验方案的制定,惠斯顿电桥的理论知识与实验应用实验误差的分析,仪器设备的操作使用。
前言材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分。
材料力学中的一些理论和公式是建立在实验、观察、推理、假设的基础上,它们的正确性还必须由实验来验证。
学生通过做实验,用理论来解释、分析实验结果,又以实验结果来证明理论,互相印证,以达到巩固理论知识和学会实验方法的双重目的。
本章是根据温州大学建筑与土木工程学院开设的材料力学实验内容和实验仪器设备情况而编写的,由材料的拉伸、压缩实验,弹性模量、泊松比和剪切模量的测定实验,弯曲正应力试验,以及相关仪器和设备的介绍组成。
编写时主要参考了刘鸿文、吕荣坤的《材料力学实验》、曹以柏、徐温玉的《材料力学测试原理及实验》,王绍铭等的《材料力学实验指导》,以及其他院校的有关实验教学资料。
由于水平和时间有限,本书难免有不足和错误,望广大读者给以批评指正。
主编:王军杨芳二00七年七月第一节实验简介§ 1-1-1 实验的意义和基本内容材料力学实验是教学中的一个重要的环节。
材料力学的结论及定律、材料的力学的性质(机械性质)都要通过实验来验证或测定;各种复杂构件的强度和刚度的研究,也需要通过实验才能解决。
故实验课能巩固、加强和应用基本理论知识,掌握测定材料机械性能及测定应力和变形的基本方法,学会使用有关的机器及仪表(如材料试验机、电阻应变仪等),初步培养独立确定实验方案、分析处理实验结果的能力。
通过实验还能培养严肃认真的工作态度,实事求是的科学作风和爱护财物的优良品质。
因此,实验是工程专业学生必须掌握的基本技能。
材料力学实验一般可以分为以下三类:一、测定材料的的力学性质构件设计时,需要了解所用材料的力学性质。
材料力学试验指导书

材料力学试验指导书一、引言材料力学试验是评估材料力学性能的重要手段,通过对材料进行不同的试验,可以获取材料的力学性能参数,为工程设计和材料选择提供依据。
本指导书旨在提供材料力学试验的详细步骤和操作要点,以确保试验结果的准确性和可靠性。
二、试验设备1. 材料力学试验机:型号XYZ-1000,最大载荷1000kN,精度等级为0.5级。
2. 试样制备设备:包括切割机、砂轮机、磨床等。
3. 试验测量设备:包括应变计、位移计、力传感器等。
三、试验准备1. 材料选择:选择符合试验要求的材料,例如钢材、铝合金等。
2. 样品制备:根据试验要求,制备符合标准尺寸的试样,并进行必要的表面处理。
3. 试验环境:确保试验室环境温度恒定,并消除外部干扰因素。
四、试验步骤1. 弹性模量试验a. 安装试样:将试样放置在试验机上,确保试样与试验机夹具接触良好。
b. 施加载荷:以恒定速度施加载荷,记录载荷和相应的应变。
c. 计算弹性模量:根据施加的载荷和应变数据,计算试样的弹性模量。
2. 屈服强度试验a. 安装试样:将试样放置在试验机上,确保试样与试验机夹具接触良好。
b. 施加载荷:以恒定速度施加载荷,记录载荷和相应的应变。
c. 确定屈服点:根据载荷-应变曲线,确定试样的屈服点。
3. 拉伸强度试验a. 安装试样:将试样放置在试验机上,确保试样与试验机夹具接触良好。
b. 施加载荷:以恒定速度施加载荷,记录载荷和相应的应变。
c. 计算拉伸强度:根据最大载荷和试样的原始横截面积,计算试样的拉伸强度。
4. 断裂韧性试验a. 安装试样:将试样放置在试验机上,确保试样与试验机夹具接触良好。
b. 施加载荷:以恒定速度施加载荷,记录载荷和相应的位移。
c. 计算断裂韧性:根据载荷-位移曲线,计算试样的断裂韧性。
五、数据处理与分析1. 数据记录:将试验过程中的载荷、应变、位移等数据记录下来。
2. 数据处理:对试验数据进行处理,包括计算平均值、标准差等统计参数。
材料力学实验指导书(正文)

实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1.测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。
2.测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。
3.观察拉压过程中的各种现象,并绘制拉伸图。
4.比较低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)机械性质的特点。
二、设备及仪器1.电子万能材料试验机。
2.游标卡尺。
图1-1 CTM-5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。
它具有准确的加载速度和测力范围,能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。
由计算机控制,使得试验机的操作自动化、试验程序化,试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。
图示国产CTM -5000系列的试验机为门式框架结构,拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。
图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载(主机)、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。
(1)机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。
由试验机底座(底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱)、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。
上横梁、丝杠、底座组成一框架,移动横梁用螺母和丝杠连接。
当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转,移动横梁便可水平向上或相下移动。
移动横梁向下移动时,在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验;在它的下部空间可进行压缩试验。
(2)基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台;基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环(力、变形、位移)控制系统;8路高精准24Bit 数据采集系统;USB1.1通讯;专用的多版本应用软件系统等。
(3) 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程,采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线;进行数据处理分析,试验结果可自动保存;试验结束后可重新调出试验曲线,进行曲线比较和放大。
可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。
材料力学实验报告报告

材料力学实验报告报告一、实验目的本实验旨在通过测量不同材料的力学性能参数,了解材料的力学性质,以及分析不同材料的力学性能差异。
二、实验原理1.弹性模量:弹性模量是评价材料抗弯刚性的一个重要指标,可以通过测量材料的拉伸和压缩位移来确定。
拉伸试验时,通过加载材料,测量应力和应变的关系,然后通过斜率求出弹性模量。
2.屈服强度:材料的屈服强度是指材料在拉伸过程中开始出现塑性变形时的抗拉强度,也是一个重要的力学性能参数,通过拉伸试验中的负荷-变形曲线求得。
3.断裂强度:材料的断裂强度是指在材料断裂前能承受的最大负荷,通过拉伸试验中的负荷-变形曲线求得。
三、实验设备与试样准备1.实验设备:拉伸试验机、压缩试验机、材料硬度测试仪等。
2.试样准备:选取不同的材料(如钢材、铝材、铜材等)制作成相同形状、尺寸的试样。
四、实验步骤1.弹性模量测定:(1)将试样固定在拉伸试验机上,设定初始载荷并开始加载。
(2)根据试验机上的位移计和负荷计,测量不同应力水平下的应变,并记录数据。
(3)通过绘制应力-应变曲线,根据直线部分的斜率求得材料的弹性模量。
2.屈服强度测定:(1)将试样固定在拉伸试验机上,设定初始载荷并开始加载。
(2)根据试验机上的压力计和位移计,测量不同载荷下的变形,并记录数据。
(3)通过绘制负荷-变形曲线,找到试样开始出现塑性变形的点,根据载荷计的读数求得材料的屈服强度。
3.断裂强度测定:(1)将试样固定在拉伸试验机上,设定初始载荷并开始加载。
(2)根据试验机上的压力计和位移计,测量试样在拉伸过程中的载荷和位移,并记录数据。
(3)通过绘制负荷-变形曲线,找到试样断裂前的最大负荷,并记录。
五、实验结果与讨论根据实验测量的数据,可以得到不同材料的力学性能参数,如弹性模量、屈服强度和断裂强度。
通过对比不同材料的实验结果,可以得出以下结论:1.钢材的弹性模量较大,机械性能优异。
2.铝材的屈服强度较低,耐腐蚀性能较好。
3.铜材的断裂强度较高,适用于承受较大载荷的工程应用。
材料力学实验

材料力学实验材料力学实验是材料科学与工程中非常重要的一部分,通过实验可以了解材料的性能和行为,为材料的设计、制备和应用提供重要的参考。
本文将从材料力学实验的基本原理、常用实验方法和实验注意事项等方面进行介绍。
首先,材料力学实验的基本原理是通过施加外力或加载,观察材料的变形和破坏过程,从而得到材料的力学性能参数。
常用的力学性能参数包括弹性模量、屈服强度、断裂强度、延伸率等。
这些参数对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
在材料力学实验中,常用的实验方法包括拉伸实验、压缩实验、弯曲实验、硬度测试等。
拉伸实验是最常用的一种实验方法,通过在材料上施加拉力,观察材料的拉伸变形和破坏过程,得到材料的拉伸性能参数。
压缩实验和弯曲实验则是用来研究材料在压缩和弯曲载荷下的性能。
硬度测试是通过在材料表面施加一定载荷,测量材料的硬度值,从而间接得到材料的强度。
在进行材料力学实验时,需要注意一些实验细节和注意事项。
首先,要选择合适的实验样品,并保证样品的制备质量和几何尺寸符合要求。
其次,在实验过程中要严格控制加载速度和加载方式,避免因为加载速度过快或不均匀而导致实验结果的误差。
另外,还需要注意实验环境的影响,如温度、湿度等因素对材料性能的影响,需要进行相应的修正和控制。
总之,材料力学实验是材料科学与工程中非常重要的一部分,通过实验可以得到材料的力学性能参数,为材料的设计、制备和应用提供重要的参考。
在进行材料力学实验时,需要严格遵守实验原理和方法,并注意实验细节和注意事项,以保证实验结果的准确性和可靠性。
希望本文的介绍对于材料力学实验有所帮助,也希望大家能够在材料力学实验中取得理想的成果。
材料力学实验报告

材料力学实验报告材料力学实验报告格式一、实验目的:二、实验设备和仪器:三、实验记录和处理结果:四、实验原理和方法:五、实验步骤及实验结果处理:六、讨论:材料力学实验报告范文一、用途该实验台配上引伸仪,作为材料力学实验教学中测定材料弹性模量E实验用。
二、主要技术指标1.试样:Q235钢,直径d =10mm,标距l=100mm。
2.载荷增量△F=1000N①砝码四级加载,每个砝码重25N;②初载砝码一个,重16N;③采用1:40杠杆比放大。
3.精度:一般误差小于5%。
三、操作步骤及注意事项1.调节吊杆螺母,使杠杆尾端上翘一些,使之与满载时关于水平位置大致对称。
注意:调节前,必须使两垫刀刃对正V型槽沟底,否则垫刀将由于受力不均而被压裂。
2.把引伸仪装夹到试样上,必须使引伸仪不打滑。
①对于容易打滑的引伸仪,要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。
②引伸仪为精密仪器,装夹时要特别小心,以免使其受损。
③采用球铰式引伸仪时,引伸仪的架体平面与实验台的架体平面需成45左右的角度。
3.挂上砝码托。
4.加上初载砝码,记下引伸仪的读数。
5.分四次加等重砝码,每加一次记一次引伸仪的读数。
注意:加砝码时要缓慢放手,以使之为静载,并注意防止失落而砸伤人、物。
6.实验完毕,先卸下砝码,再卸下引伸仪。
7.加载过程中,要注意检查传力机构的零件是否受到干扰,若受干扰,需卸载调整。
四、计算试样横截面积A应力增量d24 F A引伸仪放大倍数K=20xx引伸仪读数Ni(i0,1,2,3,4)引伸仪读数差NjNiNi1(j1,2,3,4)引伸仪读数差的平均值N平均14Nj 4j1N平均K试样在标距l段各级变形增量的平均值l应变增量l l材料的弹性模量E。
材料力学实验

同时受到弯曲和扭转两种载荷作用下,用应变仪
测定已知点在不同方向上的应变值,并计算出实
验的正应力,从而验证理论计算值。
理论值计算主应力公式
1, 2
1 2
(
x
( x )2 4(t xy)2 )
tg 2 2t xy x
实验六 弯扭组合变形主应力测试 实验
利用已知参数的材料和专用设备,在标准试件
选择测力度盘。调整指针,对准零点,并调整自 动绘图器。
实验二 金属材料的压缩实验
四、实验步骤
3)安装试件 将试件两端面涂以润滑剂,然后准确地放在试验
机球形承垫的中心处。 4)检查试件 5)进行试验
缓慢均匀地加载,注意观察测力指针的转动情况 和绘图纸上的压缩图,以便及时而正确地测定屈服载 荷,并记录下来。
4、记下试验中试样屈服时的扭矩Ts和破坏时的最大扭矩Tb。
5、试样扭断后,立即关机,取下试样,试验结束。
实验三 金属材料的扭转实验
五、思考题
1.铸铁试件扭转实验,从加载到破坏你看到哪些现象。 2.为什么铸铁试件在扭转时沿着与轴线大致成45°的斜截 面上破坏? 3.低碳钢试件扭转实验,从加载到破坏你看到哪些现象。 4.分析两种材料的断口形状及产生原理。 5.铸铁在压缩和扭转破坏时,其断口方位均与轴线大致 成45°角,其破坏原因是否相同?
实验五 测定材料的剪切弹性模量
四、实验步骤
1.卡取试件直径,为了避免试件加工的锥度和椭圆度 影响,在标距 内选取3个卡点,3个卡点的位置分别选 在标距中间和接近标距的两端。
2.将已卡取直径为 、长为260mm的试件安装在NY— 4型测G扭转试验机上,并固紧。
3.调整两悬臂杆的位置。 4.调整设备加码进行试验。
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实验一、测定金属材料拉伸时的力学性能一、实验目的1、测定低碳钢的屈服极限s σ,强度极限b σ,延伸率δ和面积收缩率ψ。
2、测定铸铁的强度极限b σ。
3、观察拉伸过程中的各种现象,并绘制拉伸图(l F ∆-曲线)。
二、仪器设备1、液压式万能试验机。
2、游标卡尺。
三、实验原理简要材料的力学性质s σ、b σ、δ和ψ是由拉伸破坏试验来确定的。
试验时,利用试验机自动绘出低碳钢拉伸图和铸铁拉伸图。
对于低碳材料,确定屈服载荷s F 时,必须缓慢而均匀地使试件产生变形,同时还需要注意观察。
测力回转后所指示的最小载荷即为屈服载荷s F ,继续加载,测得最大载荷b F 。
试件在达到最大载荷前,伸长变形在标距范围内均匀分布。
从最大载荷开始,产生局部伸长和颈缩。
颈缩出现后,截面面积迅速减小,继续拉伸所需的载荷也变小了,直至断裂。
铸铁试件在极小变形时,就达到最大载荷,而突然发生断裂。
没有流动和颈缩现象,其强度极限远低于碳钢的强度极限。
四、实验过程和步骤1、用游标卡尺在试件的标距范围内测量三个截面的直径,取其平均值,填入记录表内。
取三处中最小值作为计算试件横截面积的直径。
2、 按要求装夹试样(先选其中一根),并保持上下对中。
3、 按要求选择“试验方案”→“新建实验”→“金属圆棒拉伸实验”进行试验,详细操作要求见万能试验机使用说明。
4、 试样拉断后拆下试样,根据试验机使用说明把试样的l F ∆-曲线显示在微机显示屏上。
从低碳钢的l F ∆-曲线上读取s F 、b F 值,从铸铁的l F ∆-曲线上读取b F 值。
5、 测量低碳钢(铸铁)拉断后的断口最小直径及横截面面积。
6、 根据低碳钢(铸铁)断口的位置选择直接测量或移位方法测量标距段长度1l 。
7、 比较低碳钢和铸铁的断口特征。
8、 试验机复原。
六、实验结论分析与讨论分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征。
实验二、测定金属材料压缩时的力学性能一、实验目的1、测定低碳钢的屈服应力s σ。
2、测定铸铁的抗压强度bc σ。
3、观察压缩过程中的各种现象,并绘制压缩图(l F ∆-曲线)。
二、实验设备1、液压式万能试验机。
2、游标卡尺。
三、实验原理简要当试样承受压缩时,其上下端面与试验机垫板之间产生很大的摩擦力,这些摩擦力阻碍试样上部和下部的横向变形,使其抗压能力有所提高,故试验时试样两端面应涂以润滑剂以减小摩擦力的影响。
施加载荷时,要求其合力作用线与试样轴线一致,为此试样两端面必须平行且与轴线垂直,同时在试验机下垫板底部有球形承垫,当试样两端面稍有不平行时,会自动调整下垫板平面的方位,使接触面载荷均匀分布。
低碳钢压缩试验中,屈服现象不及拉伸时那样明显,从l F ∆-曲线读下屈服载荷s F ,由此可求得屈服极限A F ss =σ,此后由于材料良好的塑性,使其压成饼状而不致破坏,故低碳钢不存在压缩强度极限。
铸铁压缩试验则在出现较大(相对于拉伸而言)的塑性变形后发生破坏,其裂纹方向与轴线约成450角,此时的载荷即为最大载荷bc F ,由此可算得压缩强度极限A F bcbc =σ。
四、实验过程和步骤1、测量试样的原始尺寸。
2、安装试样并保持上下对中。
3、根据试样的负荷和变形水平,按照试验机操作软件设定试验的详细步骤,加载试验。
4、观察试样变形和破坏特征。
五、数据记录与处理六、实验结论分析与讨论分析铸铁试件压缩破坏的原因。
实验三、拉压弹性模量E 测定一、实验目的1、测定材料的弹性模量E 。
2、在比例极限内,验证胡克定律。
二、实验设备1、万能试验机。
2、数字式电阻应变仪。
3、游标卡尺,标准试样等。
三、实验原理简要一般采用在比例极限内的拉伸试验来测定材料的弹性模量E 。
测量标距内微小变形的方法较多,可以用各种引伸仪来测定,也可以用电测方法来测得。
试件一般采用圆形截面的标准试样。
为了验证载荷F 与变形l ∆之间的正比关系,在比例极限内采用增量法,逐级加载,每次增加同样大小的载荷F ∆,测出相应的伸长变形,若每次伸长变形增量ε∆也大致相等,说明载荷F 与变形l ∆成正比,即验证了胡克定律。
设试样的横截面为A ,标距为l ,则弹性范围内的胡克定律为ε∆EA F /∆=,由此可知,试样材料的弹性模量为:ε∆⋅∆=A FE 。
为了夹牢试件和消除试验机机构之间的间隙,必须施加一定数量的初载荷。
当确认仪表工作正常之后,正式自初载开始,逐级加载,测量其伸长。
四、实验过程和步骤1、试件准备在标距长度范围内,测量试件两端及中间三处的截面尺寸,取三处尺寸的平均值作为试件的计算直径。
2、拟定加载方案。
3、试验机准备。
按试验机操作软件设定试验的详细步骤加载试验。
4、安装试件并施加初载荷。
5、检查及试件试验机开动前,必须请指导教师检查以上步骤完成情况。
然后开启试验机,预加载荷至两倍初载荷,以检查试验机是否正常工作。
7、进行试验自初载荷起,缓慢地逐级加载至最终载荷,并将读数记入记录表中。
加载至最大值后、再卸载至初载荷。
以上试验过程,应重复进行2~3次。
直至几次测量结果基本一致为止。
五、数据记录与处理六、实验结论分析与讨论逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同?为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量?实验四、金属材料扭转破坏实验一、实验目的1、测定低碳钢的剪切屈服点s τ,及剪切强度极限b τ。
2、测定铸铁的剪切强度极限b τ。
3、观察低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)的扭转破坏特点,并比较其断口形状。
二、实验设备1、扭转试验机。
2、游标卡尺,标准试样等。
三、实验原理简要塑性材料试样安装在扭转试验机上,对试样施加扭力矩,在计算机的显示屏上即可得到扭转曲线。
试样变形先是弹性性的,在弹性阶段,扭矩与扭转角成线性关系。
弹性变形到一定程度试样会出现屈服。
扭转曲线扭矩首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩T su ;屈服段中最小扭矩为下屈服扭矩T sl ,通常把下屈服扭矩对应的应力值作为材料的屈服极限τs ,即:τs =τsl = T sl /W 。
当试样扭断时,得到最大扭矩T b ,则其抗扭强度为τb = T b /W 式中W 为抗扭截面模量,对实心圆截面有W =πd 03/16。
铸铁为脆性材料,无屈服现象,故当其扭转试样破断时,测得最大扭矩T b ,则其抗扭强度为:τb = T b /W 。
四、实验过程和步骤1、测量试样原始尺寸。
分别在标距两端及中部三个位置上测量的直径,用最小直径计算抗扭截面模量。
2、安装试样并保持试样轴线与扭转试验机转动中心一致。
3、低碳钢扭转破坏试验。
观察线弹性阶段、屈服阶段的力学现象,记录上、下屈服点扭矩值,试样扭断后,记录最大扭矩值,观察断口特征。
4、铸铁扭转破坏试验。
试样扭断后,记录最大扭矩值,观察断口特征。
五、数据记录与处理六、实验结论分析与讨论碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同,分析其原因。
实验五、纯弯曲梁正应力试验一、实验目的1、学习静态多点应变测量的方法。
2、测定梁纯弯曲时的正应力分布规律,并与理论计算结果进行比较,以验证弯曲正应力公式。
二、实验设备1、纯弯曲梁及其加载装置。
2、静态电阻应变仪与预调平衡箱。
3、游标卡尽、钢尺。
三、实验原理简要已知梁受纯弯曲的正应力公式为:zI y M ⋅=σ。
式中M 为作用在截面上的弯矩,z I 为梁横截面对中性轴Z 的惯矩,Y 为由中性轴到欲测点的距离。
本试验采用碳钢制成的矩形截面梁,在梁承受纯弯曲的某一横截面上,沿轴向贴上五个电阻应变片(如图1),54R R 和分别贴在梁的顶部和底部,21R R 、贴4h y ±=的位置,3R 在中性层上,当梁受弯曲时,即可测出各点处的轴向应变实ε(i =1、2、3、4、5),由于梁的各层纤维之间无挤压,根据单向应力状态的胡克定律,求出各点的实验应力为:实实=i E εσ⋅ ( i =1、2、3、4、5),式中E 是所测梁材料的弹性模量。
图1加载后,测得各点相应的应变实i ε,依次求出各点的应力实i σ为:实实=i εσ⋅E i 。
把实i σ与理论公式算出的应力(zi i I y M ⋅=理σ)加以比较,从而验证理论公式的正确性。
四、实验过程和步骤1、测量试样的原始尺寸。
2、拟定加载方案。
3、安装试样。
4、将各工作片、补偿片接入预调平衡箱、各点预调平衡。
b5、进行实验。
加载,逐点进行测量,记下读数;测量完毕后,卸载。
上述过程重复3次,以获得具有重复性的可靠试验结果。
五、数据记录与处理1.原始数据记录2.记录及计算结果3.结果比较六、实验结论分析与讨论试分析影响测试准确性的主要原因。