单一材料梁的弯曲正应力实验
梁的纯弯曲正应力实验报告
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实验材料进行纯弯曲加载，测量其正应力和弯曲角度，从而掌握材料在纯弯曲状态下的应力特性，并探究材料性能的影响因素。
二、实验原理当梁在纯弯曲时，受到的载荷可以分解为一个弯矩和一个剪力。
由于实验中去除了外部作用力，剪力为零，因此我们只需要考虑弯矩作用下的应力情况。
在梁的截面上，由于受到弯曲，不同位置的应变不同，因此会形成不同大小的应力。
在正常情况下，当梁未发生破坏时，梁的内部应力呈线性分布，即受到的弯矩越大，所受到的应力也会相应增大。
三、实验设备本实验所使用的设备包括：1.纯弯曲实验台2.测力仪3.梁材料（一定长度的圆形钢管或方管）四、实验步骤1. 选择一段合适材质的梁进行实验。
2. 将梁固定在纯弯曲实验台上。
3. 在梁的一端加上一定荷载。
4. 通过测力仪测量在梁部位不同位置受到的正应力。
5. 在梁的另一端加上一定数量的荷载，并重复步骤4，记录正应力。
6. 重复以上操作，直到梁发生破坏。
五、实验结果在实验过程中，我们记录了梁不同位置受到的正应力，并根据实验数据分析了不同弯矩下的应力分布曲线。
实验结果表明，在纯弯曲状态下，梁的内部应力呈线性分布，随着弯矩的增大，所受应力也会逐渐增大，直到梁发生破坏。
六、实验分析根据实验结果，我们可以发现梁的性能会受到材料的影响。
不同的材料具有不同的弯曲特性，不同的性能和抗断性能。
而在实验中，我们也可以通过调整材料的材质和长度来控制弯曲的程度，从而控制梁的应力分布和破坏点位置。
七、实验结论本实验通过纯弯曲实验台对梁进行弯曲测试，得到了不同弯矩下的应力分布曲线。
实验结论表明，梁在纯弯曲状态下，其内部应力呈线性分布，随着弯矩的增大，所受应力也会逐渐增大，直到梁发生破坏。
同时，不同材质和长度的材料在弯曲状态下具有不同的弯曲特性和抗断性能。
单一材料梁的弯曲正应力实验指导
单一材料梁的弯曲正应力实验一、实验目的1．用电测法测量单一材料的矩形截面梁在纯弯曲状态时其横截面上正应力的大小及分布规律，并与理论计算值比较，从而验证梁的弯曲正应力理论公式。
2．初步掌握电测法原理和静态电阻应变仪的使用方法。
二、预习思考要点1．本实验装置是如何实现使梁的某一区段处于纯弯曲状态的？2．梁处于纯弯曲状态时其内力分布有何特征？3．梁处于纯弯曲状态时，若要测取其上某一点的线应变为何只需在该点布设一枚应变计，且平行于梁的轴线方向？三、实验装置和仪器1．纯弯曲实验装置本实验采用低碳钢或中碳钢制成的矩形截面梁，测试其正应力分布规律的实验装置如图1-26（a）所示，所加的砝码重量通过杠杆以一定的放大比例作用于加载辅梁的中央，设作用于辅梁中央的载荷为F，由于载荷对称，支承条件对称，则通过两个挂杆作用于待测梁上C、D处的载荷各为F/2。
由待测梁的内力图可知CD段上的剪力Q=0，弯矩为一常量M=2aF ，即梁的CD段处于纯弯曲状态。
图1-26 弯曲正应力实验装置及试样贴片位置图2．静态电阻应变仪3．游标卡尺、钢直尺四、实验原理由于矩形截面梁的CD段处于纯弯曲状态，当梁发生变形其横截面保持平面的假设成立，又可将梁视作由一层一层的纵向纤维叠合而成且假设纵向纤维间无挤压作用，此时纯弯曲梁上的各点处于单向应力状态，且弯曲正应力的方向平行于梁的轴线方向，所以若要测量纯弯曲状态下梁的横截面上的正应力的分布规律，可在梁的CD 段任一截面上沿不同高度处平行于梁的轴线方向布设若干枚电阻应变计，为简便计算，本实验的布片方案如图1-26（b ）所示，一枚布设在梁的中性层上，其余四枚分别布设在距中性层h/4或h/2处（h 为梁矩形截面的高度），此外还布设了一枚温度补偿片。
当梁受载后，电阻应变计随梁的弯曲变形而产生伸长或缩短，使自身的电阻改变。
通过力学量的电测法原理，利用电阻应变仪即可测出梁横截面上各测点的应变值ε实。
由于本实验梁的变形控制在线弹性范围内，所以依据单向虎克定律即可求解相应各测点的应力值，即σ实=E ·ε实，E 为梁材料的弹性模量。
梁的弯曲正应力实验报告
梁的弯曲正应力实验报告梁的弯曲正应力实验报告引言：弯曲是一种常见的力学现象，广泛应用于工程和建筑领域。
梁是一种常见的结构，在受到外力作用时会发生弯曲变形。
为了研究梁的弯曲行为，本实验通过对梁进行弯曲试验，测量梁上的正应力分布，以便了解梁的强度和稳定性。
实验目的：1. 通过实验测量梁上的正应力分布，了解梁的弯曲行为；2. 分析梁的弯曲现象对梁的强度和稳定性的影响；3. 探究不同材料和截面形状对梁的弯曲正应力分布的影响。
实验原理：当一根梁受到外力作用时，梁会发生弯曲变形。
在梁的顶部和底部，会出现正应力和负应力。
本实验主要关注梁上的正应力分布。
根据梁的弯曲理论，梁上的正应力与梁的截面形状、材料性质、外力大小和位置等因素有关。
实验装置和步骤：实验装置包括一根长梁、测力计、测量仪器等。
具体步骤如下：1. 将长梁固定在实验台上，确保梁的两端支持牢固；2. 在梁上设置几个不同位置的测力计，用于测量梁上的正应力；3. 施加外力于梁上，使其发生弯曲变形；4. 通过测力计测量梁上各位置的正应力，并记录数据；5. 根据实验数据，绘制梁上的正应力分布曲线。
实验结果与分析：根据实验数据，我们可以得出梁上的正应力分布曲线。
通常情况下，梁上的正应力分布呈现出一定的规律性。
在梁的顶部和底部，正应力较大，逐渐向中间递减，最终趋近于零。
这是因为在梁的顶部和底部，受力较大，产生了较大的正应力；而在梁的中间，受力相对较小，正应力逐渐减小。
实验中还可以观察到不同材料和截面形状对梁的弯曲正应力分布的影响。
例如，对比不同材料的梁，我们可以发现不同材料的梁上的正应力分布曲线有所差异。
这是因为不同材料的梁具有不同的弹性模量和抗弯强度，从而导致不同的正应力分布。
此外，梁的截面形状也对梁的弯曲正应力分布有影响。
例如，对比矩形截面和圆形截面的梁，我们可以发现矩形截面的梁上的正应力分布曲线相对均匀，而圆形截面的梁上的正应力分布曲线则呈现出较大的集中度。
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正应力实验，了解梁在纯弯曲状态下的受力情况，掌握梁的弯曲应力分布规律，加深对梁的力学性能的理解。
二、实验原理。
梁是一种常见的结构构件，在工程中应用广泛。
梁在受外力作用下会发生弯曲变形，产生弯曲应力。
在纯弯曲状态下，梁上任意截面的应力都是正应力，弯矩对梁上任意一点的作用会引起该点产生正应力。
梁的弯曲应力分布规律受到梁的截面形状、材料性质以及外力大小和作用形式的影响。
三、实验装置与仪器。
本次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、数据采集系统等。
测力传感器用于测量梁上各点的受力情况，位移传感器用于测量梁上各点的位移情况，数据采集系统用于采集并记录实验数据。
四、实验步骤。
1. 将梁放置在支撑装置上，并调整支撑装置，使梁处于自由悬臂梁状态。
2. 将加载装置作用在梁的中央位置，施加均匀分布的外力。
3. 通过测力传感器和位移传感器采集梁上各点的受力和位移数据。
4. 记录实验数据，并进行数据处理和分析。
五、实验数据处理与分析。
通过对实验数据的处理和分析，得到了梁在纯弯曲状态下的应力分布规律。
实验结果表明，在梁的中央位置受力最大，呈现出最大的正应力；而在梁的两端位置受力较小，呈现出较小的正应力。
梁的弯曲应力分布呈现出一定的规律性，符合理论预期。
六、实验结论。
通过本次实验，我们深入了解了梁在纯弯曲状态下的受力情况，掌握了梁的弯曲应力分布规律。
实验结果表明，在纯弯曲状态下，梁上任意截面的应力都是正应力，呈现出一定的规律性。
这对于工程结构设计和实际应用具有一定的指导意义。
七、实验心得。
通过本次实验，我们对梁的纯弯曲正应力有了更深入的了解，也增强了对力学知识的理解和应用能力。
在今后的学习和工作中，我们将继续努力，不断提高自己的实验技能和科研能力，为工程实践和科学研究做出更大的贡献。
八、参考文献。
1. 钱七虎. 结构力学实验教程[M]. 北京，中国建筑工业出版社，2008.2. 吴光辉. 结构力学[M]. 北京，高等教育出版社，2011.以上为本次梁的纯弯曲正应力实验报告的全部内容。
单一材料梁弯曲正应力实验报告
单一材料梁弯曲正应力实验报告单一材料梁弯曲正应力实验报告引言：在工程领域中，了解材料的力学性能对于设计和制造结构至关重要。
其中，梁的弯曲是一种常见的力学行为。
通过对梁的弯曲实验，我们可以研究材料在受力时的变形和应力分布情况。
本实验旨在通过对单一材料梁的弯曲实验，探究其正应力分布规律。
实验目的：1. 了解单一材料梁在弯曲过程中的应力分布情况；2. 掌握梁弯曲实验的基本操作方法；3. 分析实验结果，验证梁的弯曲公式。
实验原理：在梁弯曲实验中，我们使用一根单一材料的梁，将其固定在两个支撑点上，并在中间加力使其产生弯曲。
在梁的顶部和底部，会产生正应力和负应力。
我们将重点研究梁的顶部正应力分布情况。
实验步骤：1. 准备工作：选择合适的梁材料，测量梁的长度、宽度和厚度，并计算其截面面积；2. 搭建实验装置：将梁固定在两个支撑点上，确保梁的长度与支撑点之间的距离一致；3. 施加力：在梁的中间位置施加力，使其产生弯曲；4. 测量数据：使用应变计或应变片等设备，测量梁顶部正应力的数值；5. 重复实验：根据需要，可以进行多次实验，以提高数据的准确性和可靠性；6. 数据处理：根据实验结果，绘制出梁顶部正应力与距离的关系曲线；7. 分析结果：根据实验数据和曲线，分析梁顶部正应力的分布规律。
实验结果与分析：通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出梁顶部正应力与距离的关系曲线。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 梁顶部正应力随距离的增加而逐渐减小。
这是由于梁在弯曲过程中，顶部受到拉力，导致顶部产生正应力；2. 梁的顶部正应力分布呈现出一定的曲线形状。
通常情况下，梁的中间部分正应力较大，而两端部分正应力较小；3. 梁的材料性质对于正应力分布有重要影响。
不同材料的梁在相同条件下，其正应力分布可能会有所不同。
结论：通过本次实验，我们成功地探究了单一材料梁弯曲过程中的正应力分布规律。
实验结果表明，梁顶部正应力随距离的增加而逐渐减小，并呈现出一定的曲线形状。
梁的弯曲正应力实验报告
一、实验目的1. 通过实验，了解梁在弯曲状态下的应力分布规律；2. 验证梁的弯曲正应力计算公式的准确性；3. 掌握应变电测法的基本原理和操作方法；4. 培养学生严谨的实验态度和科学的研究方法。
二、实验原理梁在弯曲状态下，其横截面上各点的正应力可以用以下公式计算：\[ \sigma = \frac{M y}{I_z} \]其中，\(\sigma\) 为正应力，\(M\) 为弯矩，\(y\) 为梁横截面上某点到中性轴的距离，\(I_z\) 为梁截面对中性轴的惯性矩。
实验中，通过测量梁横截面上不同位置的应变，根据虎克定律，可计算出相应位置的应力。
实验装置主要包括梁、应变片、静态数字电阻应变仪等。
三、实验仪器与设备1. 梁材料：矩形截面试件，尺寸为 \(b \times h\)；2. 应变片：电阻应变片，用于测量梁横截面上的应变；3. 静态数字电阻应变仪：用于测量应变片输出的电阻变化，从而计算出应变；4. 加载装置：用于对梁施加弯矩；5. 游标卡尺：用于测量梁的尺寸；6. 计算器：用于计算实验数据。
四、实验步骤1. 准备实验装置，包括梁、应变片、应变仪等；2. 将应变片粘贴在梁的预定位置，确保应变片与梁表面紧密贴合；3. 接通应变仪电源，调整应变仪的量程和灵敏度；4. 使用游标卡尺测量梁的尺寸，记录数据；5. 在梁上施加预定的弯矩，确保梁处于弯曲状态；6. 使用应变仪测量梁横截面上不同位置的应变，记录数据；7. 根据实验数据和应变片的位置，计算出梁横截面上不同位置的应力；8. 比较实验测得的应力与理论计算值，分析误差原因。
五、实验结果与分析1. 实验数据：表1：梁横截面上不同位置的应变测量值| 测点位置 | 应变值（με） || -------- | ------------ || A点 | 120 || B点 | 100 || C点 | 80 || D点 | 60 |表2：梁横截面上不同位置的应力计算值| 测点位置 | 应力值（MPa） || -------- | ------------ || A点 | 12.00 || B点 | 10.00 || C点 | 8.00 || D点 | 6.00 |2. 结果分析：通过实验数据与理论计算值的比较，可以看出，在梁的弯曲状态下，应力在梁横截面上呈线性分布。
梁的纯弯曲正应力实验
梁的纯弯曲正应力实验
工作片
R1
B
A
R2 温度补偿片 C 固定电阻
相同应变片R1.R2，R1贴 在构件受力处，R2贴在附 近不受力处，环境温度对 R1.R2引起的阻值变化相 同，为DRT，则
R4
R3
D
梁的纯弯曲正应力实验
五、实验数据的记录与计算
梁的纯弯曲正应力实验
六、注意事项
1.加载时要缓慢, 防止冲击。 2.读取应变值时, 应保持载荷稳定。 3.各引线的接线柱必须拧紧, 测量过程中不要触动引线, 以 免引起测量误差。
梁的纯弯曲正应力实验
一、实验目的
1．测定纯弯曲下矩形截面梁横截面上正应力的 分布规律，并与理论值比较；
2．熟悉电测法基本原理和电阻应变仪的使用。 二、实验仪器 1．纯弯曲试验装置；
2．YD-15型静态数字电阻应变仪。
梁的纯弯曲正应力实验
三、试验原理
1. 结构示意图及理论值计算
b hz
y
F/2 a
F/2
DR1 R1
-
DR2 R2
DR3 R3
-
DR4 R4
)
E 4
K
(
1
-
2
3
-
4
)
梁的纯弯曲正应力实验
4.电桥接法及温度补偿 1．电桥接法: 全桥接法(四个电阻均为应变片)；
半桥接法(R1、R2为应变片， R3.R4为固定电阻)
两种接法中的应变片型号、阻值尽可能相同 或接近, 固定电阻与应变片阻值也应接近。
F F/2
ma m
FQ +
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。
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单一材料梁的弯曲正应力实验
一、实验目的
1．用电测法测量单一材料的矩形截面梁在纯弯曲状态时其横截面上正应力的大小及分布规律，并与理论计算值比较，从而验证梁的弯曲正应力理论公式。
2．初步掌握电测法原理和静态电阻应变仪的使用方法。
二、预习思考要点
1．本实验装置是如何实现使梁的某一区段处于纯弯曲状态的？
2．梁处于纯弯曲状态时其内力分布有何特征？
3．梁处于纯弯曲状态时，若要测取其上某一点的线应变为何只需在该点布设一枚应变计，且平行于梁的轴线方向？
三、实验装置和仪器
1．纯弯曲实验装置
本实验采用低碳钢或中碳钢制成的矩形截面梁，测试其正应力分布规律的实验装置如图1-26（a）所示，所加的砝码重量通过杠杆以一定的放大比例作用于加载辅梁的中央，设作用于辅梁中央的载荷为F，由于载荷对称，支承条件对称，则通过两个挂杆作用于待测梁上C、D处的载荷各为F/2。
由待测梁的内力图可知CD段上的剪力Q=0，
弯矩为一常量M=
2a
F ，即梁的CD段处于纯弯曲状态。
图1-26 弯曲正应力实验装置及试样贴片位置图
2．静态电阻应变仪
3．游标卡尺、钢直尺
四、实验原理
由于矩形截面梁的CD段处于纯弯曲状态，当梁发生变形其横截面保持平面的假设
成立，又可将梁视作由一层一层的纵向纤维叠合而成且假设纵向纤维间无挤压作用，此时纯弯曲梁上的各点处于单向应力状态，且弯曲正应力的方向平行于梁的轴线方向，所以若要测量纯弯曲状态下梁的横截面上的正应力的分布规律，可在梁的CD 段任一截面上沿不同高度处平行于梁的轴线方向布设若干枚电阻应变计，为简便计算，本实验的布片方案如图1-26（b ）所示，一枚布设在梁的中性层上，其余四枚分别布设在距中性层h/4或h/2处（h 为梁矩形截面的高度），此外还布设了一枚温度补偿片。
当梁受载后，电阻应变计随梁的弯曲变形而产生伸长或缩短，使自身的电阻改变。
通过力学量的电测法原理，利用电阻应变仪即可测出梁横截面上各测点的应变值ε实。
由于本实验梁的变形控制在线弹性范围内，所以依据单向虎克定律即可求解相应各测点的应力值，即σ实=E ·ε实，E 为梁材料的弹性模量。
实验采用“等增量法”加载，即每增加等量的载荷ΔF ，测定一次各点相应的应变增量Δε实，并观察各点应变增量的线性程度。
载荷分为3—5级，最终载荷的选取，应依据梁上的最大应力σmax <(0.7－0.8)σs （σs 为材料的屈服极限）。
当加载至最后一级，测完各应变值后即卸载，最后算出各测点应变增量的算术平均值实ε∆，依次求出各点的应力增量Δσ实。
Δσ实=E·
实ε∆ （1-43） 把Δσ实与理论公式计算的应力增量
Δσ理=
z
I y
M ⋅∆ （1-44） 进行比较，算出截面上各测点的应力增量实验值与理论值的相对误差，即
%100⨯∆∆-∆=
理
理
实σσση
（1-45）
从而验证梁的弯曲正应力公式的正确性。
五、实验步骤
1．用游标卡尺和钢直尺测量梁的矩形截面的宽度b 和高度h ，载荷作用点到梁支点的距离a 。
2．根据梁的截面尺寸和支承条件，材料的σs 值，确定分级加载的载荷增量和级次，（每级加载应使梁上各点的应变有较明显的变化），最终载荷值。
3．本实验采用多点半桥公共补偿测量法，将5枚应变测量计和公共温度补偿计分别接入静态电阻应变仪的相邻桥臂上，根据电阻应变计所给出的灵敏系数k 值调好电阻
应变仪的灵敏系数。
4．依照静态电阻应变仪的操作规程对应变仪进行检验并调平衡，然后再对各测点预调平衡，反复几次以确保各测点的电桥处于初始平衡状态。
5．按照所拟定的加载方案逐级加载，每加一级载荷，相应测读一次各点的应变值εi ，并随时算出各点的应变增量Δεi ，观察其线性程度，直至加到预计的最终载荷为止。
然后全部卸载，应变仪回到初始平衡状态，对于应变增量线性程度不好的测点可分析其原因，重复上述测试步骤几次取其实测值的应变增量的算术平均值。
6．实验结束，卸载。
关闭应变仪，清理现场。
六、实验数据处理
1．将梁材料的弹性模量，梁的尺寸及测点位置，应变计的灵敏系数，实验荷载及其相应测点的应变值填入表1-15中并将计算的应变增量的平均值，应力的实验值和理论值，相对误差等也列入该表中
表1-15 梁的弯曲正应力实验测量记录表
2．将各点的σ实和σ理描绘在同一个σ-y 坐标系中，并运用数理统计的知识分别作出σ实-y 和σ理-y 分布曲线，以便进行比较，从而检验梁的弯曲正应力理论公式的正确性。
七、思考与分析
1．实验为何采用“等增量法”加载？为何取各测点应变增量的算术平均值作为实验值？
2．电阻应变计是布设在梁的表面上，为什么把测得的表面上的应变看作是梁横截面上的应变？其依据是什么？
3．如果梁采用的是拉压不等强度材料（E 拉≠E 压），其弯曲正应力在整个横截面上的
分布曲线较之拉压等强度材料梁将会有何变化？。