等強(qiáng)度梁試驗(yàn)

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、認(rèn)識和熟悉等強(qiáng)度梁的概念和力學(xué)特點(diǎn)。2、測定等強(qiáng)度梁上已粘貼應(yīng)變片處的應(yīng)變，驗(yàn)證等強(qiáng)度梁各橫截面上應(yīng)變（應(yīng)力）相等。3、通過自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，尋找試驗(yàn)需要的儀器設(shè)備，增強(qiáng)自己的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和動手能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)。2、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。3、游標(biāo)卡尺、鋼尺。三、實(shí)驗(yàn)原理為了使各個截面的相同, 則應(yīng)隨著彎矩的大小相應(yīng)地改變截面尺寸, 以保持相同強(qiáng)度的梁,這種梁稱為等強(qiáng)度梁。其原理為：等強(qiáng)度梁如圖所示，懸臂上加一外載荷F ，距加載點(diǎn)x 處的截面的力矩 M=Fx, 相應(yīng)斷面上的最大應(yīng)力為Fxh / 2bh3Fxh / 26FxII故bh 212bh312其中， F

2、為懸臂端上的外荷載，x 為應(yīng)變片重點(diǎn)距離加載點(diǎn)的距離，b 為試件的寬度， h 為試件的厚度， I 為截面慣性矩。所謂的等強(qiáng)度，就是指各個斷面在力的作用下應(yīng)力相等，即不變，顯然，當(dāng)梁的厚度h 不變時，梁的寬度必須隨 x 的變化而不停的變化。根據(jù)E ，等強(qiáng)度梁應(yīng)力相等就相應(yīng)的轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變相等。梁的彈性模量E=200Gpa ， =。本次試驗(yàn)通過靜態(tài)應(yīng)變儀測量各個測點(diǎn)的應(yīng)變的大小驗(yàn)證梁為等強(qiáng)度梁。在梁的正反面對稱布置了8 個應(yīng)變片。力的加載通過電子萬能試驗(yàn)機(jī)施加。試驗(yàn)裝置見下圖：四、實(shí)驗(yàn)步驟1、試件準(zhǔn)備。 按照黏貼應(yīng)變片和等強(qiáng)度梁試驗(yàn)的要求，黏貼好應(yīng)變片。接著測量試件尺寸，以及各個測點(diǎn)到加載點(diǎn)的距離。2

3、、接通應(yīng)變儀電源，將等強(qiáng)度梁上所測各點(diǎn)的應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償片按1/4 橋接線法接通應(yīng)變儀，并調(diào)整好所用儀器設(shè)備。3、試驗(yàn)加載。編制試驗(yàn)方案，開始試驗(yàn)，記錄相應(yīng)的應(yīng)變數(shù)據(jù)。5、完成全部試驗(yàn)后，卸除荷載，關(guān)閉儀器設(shè)備電源。整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理表 1：原始尺寸表格（mm）b1b2b3b4（ mm）h=E=200GPaX1=X5=X2=X6=X3=X7=X4=X8=表 2：試驗(yàn)測量應(yīng)變數(shù)據(jù)1 測點(diǎn)2 測點(diǎn)3 測點(diǎn)4 測點(diǎn)5 測點(diǎn)6 測點(diǎn)7 測點(diǎn)8 測點(diǎn)F1 通道2 通道3 通道4 通道5 通道6 通道9 通道10 通道50N30316464-29-62-63-66100N57941301

4、29-65-132-132-137150N88156198197-98-197-198-205200N116218265263-135-265-264-272250N147283333328-167-331-329-337300N175346347393-198-393-393-402350N205411463459-232-456-457-467400N232476526522-264-521-522531由于剛開始準(zhǔn)備試驗(yàn)時沒能正確理清試驗(yàn)方案，第1、5 測點(diǎn)并沒有貼在截面變化處，根據(jù)試驗(yàn)測試結(jié)果也可以知道，測量得到的應(yīng)變偏小，故舍去第1、5 測點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。表 3：各測點(diǎn)應(yīng)變理論值2 測

5、點(diǎn)3 測點(diǎn)4 測點(diǎn)6 測點(diǎn)7 測點(diǎn)8 測點(diǎn)F2 通道3 通道4 通道6 通道9 通道10 通道50N100N150N200N243-243250N300N350N400N486-486表 4：各測點(diǎn)應(yīng)變相對誤差2 測點(diǎn)3 測點(diǎn)4 測點(diǎn)6 測點(diǎn)7 測點(diǎn)8 測點(diǎn)F2 通道3 通道4 通道6 通道9 通道10 通道50N%100N%150N%200N%250N%300N%350N%400N%對根據(jù)表2、 3、 4 可知：1、根據(jù)表2 可知，測點(diǎn)1、5 的數(shù)據(jù)因?yàn)檎辰Y(jié)在非變截面處，所以數(shù)據(jù)明顯相對其他通道偏小，故不采用。同時，測點(diǎn)2 相對其他測點(diǎn)數(shù)據(jù)較小，原因可能是應(yīng)變片貼歪了導(dǎo)致出現(xiàn)了問題。2、根據(jù)表4 可知，理論值和試驗(yàn)值的相對誤差總體偏小，除了測點(diǎn)2 以外，其他測點(diǎn)的相對誤差都保證在13%以內(nèi)，故可以驗(yàn)證試驗(yàn)時采用的梁為等強(qiáng)度梁。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、粘結(jié)應(yīng)變片之前未能充分理解等強(qiáng)度梁實(shí)驗(yàn)的原理，導(dǎo)致兩個測點(diǎn)的應(yīng)變片未能發(fā)揮作用，做了無用功。對于這種需要自己準(zhǔn)備試驗(yàn)方案和試驗(yàn)材料的試驗(yàn)，要在充分做好準(zhǔn)備的情況下才能