基 本 实 验 4
矩形梁纯弯曲时正应力分布电测实验
一、实验目的
1．学习使用电阻应变仪，掌握测试技能。
2．测量纯弯曲梁上应变随高度的分布规律，验证平面假设的正确性。
二、仪器设备
弯扭试验台、电阻应变仪。
图2—8 纯弯曲试验装置
三、弯扭试验台
弯扭试验台可以做弯曲试验、扭转试验，以及弯曲-扭转的组合试验。这里暂时只叙述其弯曲试验部分，其纯弯曲的加载系统如图2—8，试样简支于A、B两点。在对称的C、D两点通过拉杆和横杆螺旋加载使梁产生弯曲变形，CD段试件受纯弯的作用。采用转动手轮使螺旋下移加载，总荷载的大小用荷载传感器来测量。试件的受力如图2—9。
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四、纯弯曲梁电测实验原理
已知试件受纯弯时的正应力公式为
??M?yIz
式中，M为横截面上的弯矩，Iz为梁横截面对中性轴z的惯性矩，y为由中性轴到欲求应力点的距离。
图2—9 试件的受力图
本实验在施加初荷载后，采用逐级等量
加载的方法，每次增加等量的荷载为ΔP，测定各点相应的应变增量一次，分别取应变增量的
平均值?实平，求出各点应力增量 ?实。?实?E??实平，?理??M?yIz
把?实与理论公式算出的应力增量?理加以比较，从而可验证公式的正确性，上述理论公式的ΔM按下式求出：
?M?12?P?170（N?mm)
五、电阻应变片的粘贴位置
电阻应变片及电阻应变仪的有关说明请参看指导书的第一部分。为了测量应变随试件截面高度的分布规律，应变片的粘贴位置如图2—10。这样可以测量试件上下边缘处的最大应变和中性层无应变的特殊点，及其它中间点便于了解应变沿截面高度变化的规律。
六、SY-Ⅲ型数字应变仪及DSP-10型平衡箱操作使用方法
应变仪的使用方法见第一章有关内容。
七、试验结果的整理
1．求出各测量点在等量荷载作用下，应变增量的平均值。
2．以各测点位置为纵座标，以应变增量为横坐标，画出应变随试件高度变化曲线。 3．根据各测点应变增量的平均值，可计算
图2—10 应变片位置图
出测量的应力值。
4．根据实验装置的受力图和截面尺寸，应用弯曲应力的理论公式，可计算出在等量荷载
作用下，各测点理论应力值。
5．比较试件上下边缘处的理论计算值和试验测定值，并计算相对误差，其计算公式为：
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?理??实?理?100%
6．比较梁中性层的应力。由于电阻应变片是测量一个区域内的平均应变，粘贴时又不可能刚好贴到中性层上。所以只要实测的应变是一个很小的数值，就认为测试是可靠的。
八、预习思考题
1．影响实验结果准确性的主要因素是什么？
2．在中性层上理论计算应变值?理?0，而实际测量
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实?0，这是为什么？
?