悬臂梁挠试验
悬臂梁冲击实验报告
悬臂梁冲击实验报告悬臂梁冲击实验报告引言：悬臂梁是一种常见的结构，在工程设计中经常使用。
为了了解悬臂梁在冲击力下的性能表现，我们进行了一系列的实验。
实验目的：本实验的目的是通过对悬臂梁进行冲击实验，研究悬臂梁在冲击力作用下的变形和破坏情况，并分析其受力特点和结构性能。
实验装置：实验装置主要包括悬臂梁、冲击装置和数据采集系统。
悬臂梁选用了一根长度为1米、截面为矩形的钢材，冲击装置采用了一块重锤和一个万能试验机作为冲击源，数据采集系统用于记录悬臂梁在冲击过程中的位移和应力变化。
实验步骤：1. 将悬臂梁固定在实验台上，并调整好冲击装置的位置。
2. 在悬臂梁上设置合适的测点，用于记录位移和应力变化。
3. 开始进行冲击实验，将重锤从一定高度自由落下，冲击到悬臂梁上。
4. 实时记录悬臂梁的位移和应力变化，并保存数据供后续分析。
实验结果：通过实验记录的数据，我们得到了悬臂梁在冲击过程中的位移和应力变化曲线。
从曲线中可以看出，悬臂梁在受到冲击力后发生了明显的挠曲变形，同时也出现了应力集中的情况。
随着冲击力的增大，悬臂梁的挠曲程度和应力集中程度也逐渐增加。
讨论与分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 冲击力对悬臂梁的挠曲变形和应力集中有着明显的影响。
冲击力越大，悬臂梁的变形和应力集中程度越明显。
2. 悬臂梁的结构特点使其在冲击力作用下容易发生挠曲变形。
这是由于悬臂梁只有一个支点，无法均匀分布冲击力。
3. 在实际工程设计中，需要考虑悬臂梁在冲击力下的性能表现，采取合适的措施来增强悬臂梁的抗冲击能力。
结论：通过本次实验，我们对悬臂梁在冲击力下的性能表现有了更深入的了解。
悬臂梁在受到冲击力时会发生明显的挠曲变形和应力集中，这对工程设计和结构安全具有重要意义。
在实际应用中，需要根据具体情况采取相应的措施来增强悬臂梁的抗冲击能力，确保结构的安全可靠性。
总结：本实验通过对悬臂梁的冲击实验，研究了悬臂梁在冲击力下的变形和破坏情况，并分析了其受力特点和结构性能。
悬臂梁实验报告
实验报告悬臂梁的模态实验姓名： xxx学号： xxx专业： xxx系别： xxx一、试验装置二、实验原理本实验采用锤击法测定悬臂梁的频响函数，将第S 点沿坐标X S 方向作用的锤击力和第r 点沿X r 方向的响应分别由相应的传感器转换为电信号，在由动态分析仪，按照随机振动理论，运算得出r,s 两点间的频响函数rs H ~，∑=+-==ni i i i k i s i r s r rs i k F X H 12)()()(0)21(~~λζλϕϕ （1） 又由于响应信号是加速度，同时圆频率为ω，位移函数,sin t X x ω=其加速度为,sin 22x t X a ωωω-=-=用复数表示后，参照（1）可得到加速度频响函数为：∑=+--=-=ni i i i k i s i r s r a rs i kF X H 12)()()(202)21(~~λζλϕϕωω （2） 由公式（2）可知，当k ωω=时，1=k λ，此时式（2）可近似写为：,22)(~)()()()()()(2kk k s k r k k k sk r k k a rs m i k i H ζϕϕζϕϕωωω-=-== （3） 它对应频响函数a rs H ~的幅频曲线的第k 个峰值，其中在上面（3），k m kk k 2()(ω）式中=为各阶主质量．．．n k ,3,2,1=。
改变s 点的位置，在不同点激振，可以得到不同点与点r之间的频响函数，当s=r 时，就可得到点r 处的原点频响函数，表示为：∑=+--=ni i i i i i r i r a rr i k H 12)()()(2)21(~λζλϕϕω （4） 它的第k 个峰值为：,2)(~)()()(2kk k r k r k k a rr k i H ζϕϕωωω-== （5）由（3）/（5）得到：（6）若另1)(=k rϕ，就可得到：（7）由（7）式，另s=1,2,3，．．．．．．ｎ，就可得到第k 阶主振型的各个元素。
悬臂梁试验方法预应力混凝土板静载弯曲试验
悬臂梁试验方法预应力混凝土板静载弯曲试验方法一、试验目的本试验旨在研究预应力混凝土悬臂梁的静载弯曲性能，测定其破坏荷载、变形及应力分布等参数，为混凝土结构设计提供参考。
二、试验设备1. 试验机：使用能够提供稳定载荷和位移控制的万能试验机，其最大载荷应不小于设计荷载的1.5倍。
2. 传感器：使用应变计和位移传感器等传感器，能够对试件变形和应力进行监测。
3. 支座：使用可调节高度的支座，能够确保试件在试验中保持水平和竖直方向。
4. 钢板：使用大小适宜的钢板作为试件的压顶板和承底板。
5. 其他辅助设备：包括水平仪、卡尺、刻度尺、万用表等。
三、试验材料1. 预应力混凝土：采用符合国家标准要求的预应力混凝土，其抗压强度应不小于设计荷载的1.5倍。
2. 钢筋：采用符合国家标准要求的高强度钢筋，其抗拉强度应不小于设计荷载的1.5倍。
3. 预应力钢束：采用符合国家标准要求的预应力钢束，其抗拉强度应不小于设计荷载的1.5倍。
四、试验前准备工作1. 制作试件：按照设计要求制作预应力混凝土悬臂梁试件，并在试件上粘贴应变计和安装位移传感器。
2. 安装钢筋和预应力钢束：按照设计要求在试件上安装钢筋和预应力钢束，并加固好各接头。
3. 装配支座：将试件放在支座上，并调整支座高度，使试件保持水平和竖直方向。
4. 安装钢板：在试件上安装钢板，确保其与试件紧密贴合。
5. 检查试验机：检查试验机的稳定性和控制精度，并进行校准。
6. 检查传感器：检查应变计和位移传感器的精度，并进行校准。
五、试验步骤1. 施加预应力：在试件上施加预应力，使其受到预应力作用。
2. 施加荷载：使用试验机施加荷载，按照设计要求逐步增加荷载，直到试件破坏。
3. 记录数据：在试验过程中，记录试件的变形和应力数据，并绘制荷载-位移曲线和应力分布曲线。
4. 分析结果：根据试验数据，计算试件的破坏荷载、变形及应力分布等参数，并进行分析和讨论。
六、试验注意事项1. 在试验过程中，要保持试件的水平和竖直方向，避免受到外力干扰。
悬臂梁试验方法测试疲劳强度的相关法规
悬臂梁试验方法测试疲劳强度的相关法规（实用版3篇）目录（篇1）1.悬臂梁试验方法的概念和原理2.悬臂梁试验方法在测试疲劳强度方面的应用3.悬臂梁试验方法的相关法规4.悬臂梁试验方法的优点和局限性5.结论正文（篇1）一、悬臂梁试验方法的概念和原理悬臂梁试验方法是一种用于测试材料疲劳强度的实验方法。
该方法通过将试样固定在悬臂梁的一端，然后施加周期性的载荷，以模拟材料在实际应用中承受的疲劳载荷。
通过测量试样在疲劳载荷下的变形和损伤情况，可以评估材料的疲劳强度和耐久性能。
二、悬臂梁试验方法在测试疲劳强度方面的应用悬臂梁试验方法在测试疲劳强度方面有着广泛的应用。
例如，在航空航天、汽车、铁路、机械制造等领域，悬臂梁试验方法被广泛用于评估材料和结构的疲劳性能。
通过悬臂梁试验，可以预测材料在实际应用中的疲劳寿命，从而为设计提供重要的参考依据。
三、悬臂梁试验方法的相关法规为了保证悬臂梁试验方法的准确性和可靠性，各国都制定了相关的法规和标准。
例如，在美国，ASTM E467 是关于悬臂梁试验方法的标准；在欧洲，ISO 15670 是关于悬臂梁试验方法的标准；在我国，GB/T 28900 是关于悬臂梁试验方法的标准。
这些标准规定了悬臂梁试验的方法、设备、试样和试验结果处理等方面的要求。
四、悬臂梁试验方法的优点和局限性悬臂梁试验方法具有以下优点：1.试验结果可重复性强，具有较高的准确性；2.试验方法简单，操作方便；3.可以测试各种形状和尺寸的试样；4.可以模拟材料在实际应用中的疲劳载荷。
然而，悬臂梁试验方法也存在以下局限性：1.试验结果受试样尺寸和形状的影响较大；2.试验设备较为复杂，需要较高的成本；3.试验结果可能受到操作者经验和技能水平的影响。
五、结论悬臂梁试验方法是一种重要的测试材料疲劳强度的实验方法。
通过悬臂梁试验，可以评估材料的疲劳强度和耐久性能，为设计和预测材料在实际应用中的疲劳寿命提供重要的参考依据。
目录（篇2）1.悬臂梁试验方法的概念与原理2.悬臂梁试验方法在测试疲劳强度方面的应用3.悬臂梁试验方法的相关法规4.悬臂梁试验方法的优缺点5.结论正文（篇2）一、悬臂梁试验方法的概念与原理悬臂梁试验方法是一种用于测试材料在循环载荷下的疲劳强度的实验方法。
悬臂梁挠度试验.ppt
V
M EI
dx
(4.5)
M
M EI
dxdx
(4.6)
比較(4.1)與(4.5)式、(4.2)與(4.6)式，可得到以下 之結論：
1. 受實際載重作用之樑上某斷面之斜率＝受彈性載重作 用之共軛樑上同一斷面之剪力。
2. 受實際載重作用之樑上某斷面之撓度＝受彈性載重作 用之共軛樑上同一斷面之彎矩。
3. 真實樑之邊界束制情形與共軛樑之邊界束制情形具有 如下之對應關係：
曲率、彎矩與斜率之關係－
撓曲曲線之曲率，其定義為，若考慮樑之變形單純由彎 矩所造成，則曲率與彎矩具有之關係。此外，撓曲曲線 之斜率則為。今假設樑之變形非常微小，亦即、(之單位 為弳)，則可得，或可寫為，積分之，可得
M EI
dx
(4.1)
再將以代入，則關係式可改寫為，再積分之，則可得
y
M EI
撓度測定裝置(含20mm測微錶)。
試驗原理
符號系統之定義－
x軸向右為正。 y軸向下為正。
載重向下作用為正。 剪力造成樑之右半部相對於左半部向下移動而變形，則
此剪力為正。 彎矩造成樑之上半部受壓縮，則此彎矩為正。 撓度向下為正。
撓曲曲線上某特定點之切線與x軸間之夾角為，與x軸成
順時針轉動者為正。 樑彎曲成凹向下時，曲率為正。
真實樑之內接點(
L
，
R
y
0)
共軛樑之內支承(V L ， V R M 0 )
本試驗單元擬採用共軛樑法，進行懸臂樑撓度之分析
a
b
P
x max L
y
首先，將相等於真實樑之圖之彈性載重作用於共軛樑， 如下圖所示
Pa EI
其中
F1
F1
曲挠试验报告样板
曲挠试验报告样板曲挠试验报告一、引言曲挠试验是一种常见的力学试验，用于测量材料在受到外力作用时的弯曲变形能力。
本报告旨在描述并分析一项关于材料曲挠性能的试验。
二、试验原理本次试验采用悬臂梁曲挠试验方法。
悬臂梁是将试验材料固定在一端，并在另一端施加力的结构。
施力端下方设置一个支架，用于测量试验材料受力后的变形情况。
根据材料力学原理，当试验材料受到施加在其距离支架端距离为L 处位置的力F时，材料在该位置处将会产生一个曲率k。
曲率可以通过测量悬臂梁的挠度d和试验材料的几何参数计算得出。
根据悬臂梁的理论方程，可以推导出材料的弯曲刚度EI与悬臂梁的挠度关系式：d = (F * L^3) / (3 * EI)其中，E为材料的弹性模量，I为材料的截面惯性矩。
三、试验过程1.准备工作：根据试验要求，选取试验材料和制备悬臂梁样品。
测量并记录样品的几何尺寸，包括悬臂长度L、宽度B和深度H。
2.实施试验：将悬臂梁固定在试验支架上，确保试验材料在垂直方向上无初始挠度。
在合适的位置施加力，记录施加力和相应的挠度数据。
3.数据处理：利用公式计算每个力和挠度对应的曲率k，并计算弯曲刚度EI。
根据多组试验数据，绘制力和曲率、力和挠度以及力和弯曲刚度的曲线图。
四、结果与分析根据试验数据我们可以得出如下结论：1.力与挠度关系曲线呈现线性关系，符合悬臂梁的理论方程。
2.力与曲率关系曲线也显示出线性特征，且曲率随力的增加而增加。
3.力与弯曲刚度关系曲线可以作为材料曲挠性能的参考。
当施加力较小时，弯曲刚度较小，材料表现出较好的柔性；当施加力较大时，弯曲刚度增大，材料表现出较好的刚性。
通过对试验数据的分析，我们可以评估材料的曲挠性能，并为后续应用提供参考依据。
五、结论本次曲挠试验通过悬臂梁法对材料的曲挠性能进行了测量和分析。
试验结果表明，该试验方法可用于评估材料的柔性和刚性特性。
本次试验提供了有关材料弯曲刚度与施加力关系的数据，为工程设计和材料选择提供了实用的参考。
悬臂梁的受力分析
悬臂梁的受力分析实验目的：学会使用有限元软件做简单的力学分析，加深对材料力学相关内容的理解，了解如何将理论与实践相结合。
实验原理：运用材料力学有关悬臂梁的的理论知识，求出在自由端部受力时，其挠度的大小，并与有限元软件计算相同模型的结果比较 实验步骤： 1，理论分析如下图所示悬臂梁，其端部的抗弯刚度为33EIl ，在其端部施加力F ，可得到其端部挠度为：33Fl EI ，设其是半径为0.05米，长为1米，弹性模量11210E =⨯圆截面钢梁，则其可求出理论挠度值3443Fl ERωπ=，先分别给F 赋值为100kN ，200kN ，300kN ，400kN ，500kN .计算结果如下表：F 100000 200000 300000 400000 500000 ω（m ）0. 033950. 0679060. 1018590. 13581230. 16976542有限元软件（ansys ）计算： （1）有限元模型如下图：模型说明,本模型采用beam188单元，共用11个节点分为10个单元，在最有段施加力为F计算得到端部的挠度如下表所示，F 100000 200000 300000 400000 500000S（端部位移）-0.34079E-01-0.680158E-01-1.020237E-01-1.360136E-01-1.700395E-01得到梁端部在收到力为100kN时Y方向的位移云图：将理论计算结果与ansys分析结果比较如下表：力F（N）100000 200000 300000 400000 500000 理论值0. 03395 0. 067906 0. 101859 0. 1358123 0. 1697654 实验值-0.34079E-01-0.680158E-01-1.020237E-01-1.360136E-01-1.700395E-01相对误差0.37% 0.16% 0.16% 0.15% 0.16%通过比较可得，理论值与软件模拟结果非常接近，在力学的学习中只要能熟练的掌握理论知识，在软件模拟过程中便可做到心中有数，在本实验中理论值是通过材料力学中得一些假设得到的一个解析解，而实验也是用了相同的假设，并将梁离散为十个单元，得到数值解，因此和理论值的误差是不可避免的，通过增加离散单元的个数可以有效的减少误差，但是增大了计算量，因此在实践中，只要选取合适的离散单元数，能够满足实践要求即可，这就需要有更加扎实有限元知识作为指导。
实验四 悬臂梁弯曲实验
实验四悬臂梁弯曲实验一、电阻应变仪各种不同规格及各种品种的电阻应变计现在有二万多种，测量仪器也有数百余种，但按其作用原理，电阻应变测量系统可看成由电阻应变计、电阻应变仪及记录器三部分组成。
其中电阻应变计可将构件的应变转换为电阻变化。
电阻应变仪将此电阻变化转换为电压（或电流）的变化，并进行放大，然后转换成应变数值。
其中电阻变化转换成电压（或电流）信号主要是通过应变电桥(惠斯顿电桥)来实现的，下面简要介绍电桥原理。
1、应变电桥应变电桥一般分为直流电桥和交流电桥两种，本篇只介绍直流电桥。
电桥原理图所示，它由电阻R1、R2、R3、R4组成四个桥臂，AC两点接供桥电压U。
图中U BD是电桥的输出电压，下面讨论输出电压与电阻间的关系。
通过ABC的电流为：I1=U/(R2+ R1)通过ADC的电流为：I2=U/(R3+ R4)BD二点的电位差U BD= I1R2-I2R3=（R2R4-R1R3）U /(R2+ R1)(R3+ R4) 当U BD=0,即电桥平衡。
由此得到电桥平衡条件为：R1 R3 =R2R4如果R1 =R2 =R3 =R4 =R，而其中一个R有电阻增量，式中2ΔR 与4R相比为高阶微量，可略去，上式化为如果R1 =R2 =R3 =R4为电阻应变计并受力变形后产生的电阻增量为、、、代入式中，计算中略去高阶微量，可得将式代入上式可得电桥可把应变计感受到的应变转变成电压（或电流）信号，但是这一信号非常微弱，所以要进行放大，然后把放大了的信号再用应变表示出来，这就是电阻应变仪的工作原理。
电阻应变仪按测量应变的频率可分为：静态电阻应变仪、静动态电阻应变仪、动态电阻应变仪和超动态电阻应变仪，下面我们简要介绍常用的静态电阻应变仪中的一种应变仪--数字电阻应变仪。
二、测量电桥的接法各种应变计和传感器通常需采用某种测量电路接入测量仪表，测量其输出信号。
对于电阻应变计或者电阻应变计式传感器，通常采用电桥测量电路，将应变计引起电阻变化转换为电压信号或电流信号。
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試驗結果
1. 將實際量測撓度值之位置x、載重作用點與樑固定 端間之距離a、載重P與所測得之撓度，代入關係 式，反推求懸臂試驗樑之彈性係數E值。
2. 以載重P為橫座標、撓度為縱座標，繪圖之，並與
理論值相互比較。
實驗數據
位置 x (cm)
20 20 20 20 40 40 40 40
距離 a (cm)
1. 受實際載重作用之樑上某斷面之斜率＝受彈性載重作 用之共軛樑上同一斷面之剪力。
2. 受實際載重作用之樑上某斷面之撓度＝受彈性載重作 用之共軛樑上同一斷面之彎矩。
3. 真實樑之邊界束制情形與共軛樑之邊界束制情形具有 如下之對應關係：
真實樑之固定端( 0，y 0)共軛樑之自由端(V 0，M 0)
實驗過程中，會因測微錶不夠靈敏造成讀數方 面的誤差。
人為誤差（測微錶放錯地方、 懸臂樑基本數值 量測錯誤、 測微錶數值讀錯…等等）
懸掛集中載重的垂直線不夠垂直。 一開始載重不可過大，如果超過0.7CM （測微
錶最大不得超過0.7CM） ，會產生懸臂樑挫曲， 而造成之後所量測數據的誤差。
載重P與撓度 之關係為何？
則
M
Px(a x) ( x ) Px 2 ( 2x ) EI 2 2EI 3
Px 2 (3a x) 6EI
針對 ，取共軛樑之左半部自由
其中
F1
Pa 2 2EI
則 M
Pa 2 2EI
2a 3
(x
a)
Pa 2 (3x a) 6EI
若將x=L代入上式，則可得自由端之最大撓度
此剪力為正。 彎矩造成樑之上半部受壓縮，則此彎矩為正。 撓度向下為正。
撓曲曲線上某特定點之切線與x軸間之夾角為，與x軸成
順時針轉動者為正。 樑彎曲成凹向下時，曲率為正。
曲率、彎矩與斜率之關係－
撓曲曲線之曲率，其定義為，若考慮樑之變形單純由彎 矩所造成，則曲率與彎矩具有之關係。此外，撓曲曲線 之斜率則為。今假設樑之變形非常微小，亦即、(之單位 為弳)，則可得，或可寫為，積分之，可得
36 36 36 36 36 36 36 36
載重 P (kg)
1.0 1.5 2.0 2.5 1.0 1.5 2.0 2.5
(cm)
理論值
試驗值
0.006 0.009 0.012 0.015 0.184 0.276 0.368 0.460
0.0054 0.009 0.0123 0.0156 0.181 0.280 0.378 0.478
載重P與撓度 成正比關係。 距離固定端越遠，所量測出的撓度越大。
真實樑之自由端( 0， y 0)共軛樑之固定端( V 0，M 0)
真實樑之外支承( 0，y 0 )共軛樑之外支承(V 0，M 0 )
真實樑之內支承( 0， y 0) 共軛樑之內接點(V 0，M 0 )
真實樑之內接點(
L
，
R
y
0)
共軛樑之內支承(V L ， V R M 0 )
本試驗單元擬採用共軛樑法，進行懸臂樑撓度之分析
a
b
P
x max L
y
首先，將相等於真實樑之圖之彈性載重作用於共軛樑， 如下圖所示
Pa EI
其中
F1
F1
Pa 2 2EI
針對，取共軛樑之左半部自由體圖
x
a-x
Pa
F2
EI
F3
其中
F2
Px(a EI
x)
F3
Px 2 2EI
P(a x) EI
試驗目的
了解懸臂樑在承受不同之載重狀況下，其撓度
之變化情形，並探討材料E值與斷面I值對撓度
之影響。
試驗設備
固定式支承座。 集中載重鐵塊(含掛勾)。 矩形試驗鋼樑(中碳鋼，)。
撓度測定裝置(含20mm測微錶)。
試驗原理
符號系統之定義－
x軸向右為正。 y軸向下為正。
載重向下作用為正。 剪力造成樑之右半部相對於左半部向下移動而變形，則
(4.3)
M Vdx wdxdx
(4.4)
共軛樑法之原理－
假設有一共軛樑，以表示其剪力、表示其彎矩，此共軛 樑之長度與原本問題所陳述之樑相同，且承受相等於實 際樑之之彈性載重作用，亦即，則類似於(4.3)、(4.4) 式，可得
V
M EI
dx
(4.5)
M
M EI
dxdx
(4.6)
比較(4.1)與(4.5)式、(4.2)與(4.6)式，可得到以下 之結論：
L = 46 cm B = 2.435 cm H = 0.615 cm E = 2.12.1×106 kg cm 2
I = 0.047 cm4
理論撓度值 針對 0 x a
針對
Px 2 (3a x) 6EI
axL
Pa 2 (3x a)
6EI
討論
實測值與理論值之誤差若干？
理論值與試驗值誤差不大，差值大多小於0.02 左右。
M EI
dx
(4.1)
再將以代入，則關係式可改寫為，再積分之，則可得
y
M EI
dxdx
(4.2)
載重、剪力與彎矩之關係－
考慮作用於樑上之外力為均佈載重w，則樑上之剪力V與 均佈載重w之關係為，彎矩M與剪力V之關係為(忽略dx乘 以dx、dx乘以dV之二次項)。將此二式積分之，可得
V wdx
Pa 2 (3L a)
max
6EI
試驗步驟
1. 將各部分組件按圖裝置妥當，並量測試驗樑之長
度L (cm)、寬度B (cm)與厚度H (cm)。
2. 為減少誤差，測微錶之頂針應調整至鉛直於試驗 樑頂面。
3. 俟試驗樑因自重而產生之撓曲現象平衡後，將測 微錶歸零。
4. 施加載重，載重之大小與作用位置可自由選擇。 5. 由測微錶讀數讀取撓度值。 6. 改變載重之大小與作用位置，可得一組撓度對應