比。 2 2
图二 实验装置图(三点弯) 图一 实验装置图(纯弯曲) 19
图三 纯弯梁受力简图(a=90mm) 图四 三点弯梁受力简图(a=90mm) 四.实验原理及方法:
在比例极限内,根据平面假设和单向受力假设,梁横截面上的正应变为线性分布,距中性层为 y 处的纵向正应变和横向正应变为:
(1)
距中性层为 y 处的纵向正应力为:
(2)
对于三点弯梁,梁横截面上还存在弯曲切应力:
(3)
并且,在梁的中性层上存在最大弯曲切应力,对于实心矩形截面梁:
3FS2A (4)
对于空心矩形截面梁:
FS16Izt
2 2 (5)
由于在梁的中性层处,微体受纯剪切受力状态,因此有:
G (6)
实验时,可根据中性层处
方向的正应变测得最大切应变:
(7)
本实验采用重复加载法,多次测量在一级载荷增量作用下,产生的应变增量
、和。于是式(1)、式(2)和式(7)分别变为:
(8)
(9)
在本实验中,
(10) 最后,取多次测量的平均值作为实验结果:
N
n (y) N N
n
N N
(11)
n (y) N N n,max
N
本实验采用电测法,在梁实验段某一横截面的不同高度(梁的上下表面、中性层及距中性层±10mm、±20mm)处粘贴纵向电阻应变片,在梁的上下表面处粘贴横向应变片,并在梁中性层处沿±450方向粘贴应变片。 五、实验步骤
1.设计实验所需各类数据表格; 2.拟定加载方案;
3.试验机准备、试件安装和仪器调整; 4.确定组桥方式、接线、设置应变仪参数; 5.检查及试车;
检查以上步骤完成情况,然后预加一定载荷,再卸载,以检查试验机和应 变仪是否处于正常状态。 6.进行试验;
将载荷加至初载荷,记下此时应变仪的读数或将读数清零。逐级加载,每增 加一级,记录一次相应的应变值。同时检查应变变化是否符合线性。实验至少重复两次,如果数据稳定,重复性好即可。
7.数据经检验合格后,卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。 六、试验结果处理
1.在坐标纸上,在y—坐标系下描出实验点,然后拟合成直线,与理论结果进行比较,并计算同一y坐标所对应的实验和理论之间的相对误差; 2.计算上下表面的横向应变增量与纵向应变增量之比的绝对值; 3.对比纯弯状态与三点弯状态的实验结果,并分析横截面上剪力对正应变分布的影响。 七.思考题:
1. 设计本实验的夹具应考虑哪些因素? 2.安装试件时应当注意什么问题?
3. 在本次实验中,如何用半桥法测最大弯曲正应变?试画出桥路图。