膠結(jié)疊合梁的彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 報(bào)告 (參考)

由兩種不同材料組成的膠接疊梁彎曲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)目的測定由兩種不同材料組成的膠接疊梁正應(yīng)力分布規(guī)律。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果探索膠接疊梁的彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式并和實(shí)驗(yàn)結(jié)果作比較。實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備和疊梁應(yīng)變計(jì)布置圖疊梁應(yīng)變計(jì)布片位置見下圖，有關(guān)截面尺寸均已標(biāo)注于梁上。h1=hh1=h2WYS-1彎曲實(shí)驗(yàn)臺(tái)架。數(shù)字電阻應(yīng)變儀。加載方案按ΔP=800N，Pmax=4000N分五級(jí)加載分別測各點(diǎn)應(yīng)變。數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生按上述加載方案分別測出各測點(diǎn)應(yīng)變，然后計(jì)算ΔP=800N時(shí)，各測點(diǎn)的增量應(yīng)變?chǔ)う舏，對于2、3、4、5、6、7測點(diǎn)應(yīng)取前后應(yīng)變的平均值，例，用坐標(biāo)紙按比例繪制實(shí)測應(yīng)變?chǔ)牛ɑ颚う牛?，?yīng)力σ（或Δσ）沿梁高分布圖，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及理論計(jì)算結(jié)果應(yīng)用表格表示。根據(jù)分布圖可直接求出實(shí)驗(yàn)梁中性軸的位置。進(jìn)行理論探討，求出應(yīng)力沿兩種材料分布的解析表達(dá)式（包括中性軸位置的計(jì)算公式）。把解析解的結(jié)果與實(shí)測值比較，計(jì)算1，2（2′），7（7′），8四點(diǎn)的誤差和中性軸理論值和實(shí)測值的誤差（誤差較大時(shí)應(yīng)討論其原因或?qū)馕鼋膺M(jìn)行修正）。實(shí)驗(yàn)總結(jié)或體會(huì)。專業(yè)：專業(yè)：土木工程姓名：學(xué)號(hào)：日期：實(shí)驗(yàn)名稱：膠結(jié)疊合梁的彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵鬁y定由兩種不同材料組成的膠接疊梁正應(yīng)力分布規(guī)律。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果探索膠接疊梁的彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式并和實(shí)驗(yàn)結(jié)果作比較。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理本次實(shí)驗(yàn)為膠結(jié)疊合梁的內(nèi)應(yīng)力測試探索其受外力矩作用時(shí)的規(guī)律。兩梁的內(nèi)力分析及中性軸的位置分析：兩梁為膠結(jié)拼貼而成，在相接面，有兩梁的曲率相同，故曲率半徑相同，設(shè)上梁為1，下梁為2，則有1/ρ1=1/ρ2，而ρ=EI/M，故M1/(E1xI1)=M2/(E1xI2),且有M1+M2=M，解得M1=M/(1+E2xI2/E1xI1),M2=M/(1+E1xI1/E2xI2)(其中M=Fa/2)而σ=My/I，故σ1max=M1xh/2I1，σ2max=M2xh/2I2中性軸位置：由E1xS1+E2xS2=0，設(shè)中性軸在交合面的上方y(tǒng)c處，其中S1=∫ydA在A1的積分，S2=∫ydA在A2的積分，解得yc=（E1-E2）h/2(E1+E2)主要儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)材料如圖所示，疊合梁的中間部分前后貼14枚應(yīng)變片，尺寸和材料的一些力學(xué)參數(shù)如圖WYS-1彎曲實(shí)驗(yàn)臺(tái)架。數(shù)字電阻應(yīng)變儀。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：b=h1=h2=20mm；l=600mm；a=200mm；Ea=77GPa；Es=202GPa；k=2.1采集應(yīng)變片讀數(shù)(取第二次)：鋁鋼外力2342’3’4’15675’6’7’8500-55-33-5-59-33-6-70-71640-227027561000-113-70-19-107-78-31-157-123381-3675591121500-176-110-35-179-127-58-245-1651121-52100901742000-242-154-55-272-176-85-338-2367160-65911212332500-310-200-77-343-225-110-426-3081198-781211562923000-374-243-98-416-275-135-516-3698238-921231873503500-440-288-120-489-325-164-606-43112275-1061362004094000-507-332-141-561-374-190-696-50128314-119144253467對于234567等中間點(diǎn)，取x和x’的平均值，得下表：鋁鋼外力23415678500-57-33-5.5-70-144333.5561000-110-74-25-157-2454701121500-177.5-118.5-46.5-245-3475.5105.51742000-257-165-70-338-4479140.52332500-326.5-212.5-93.5-426-541011772923000-395-259-116.5-516-64110.5212.53503500-464.5-306.5-142-606-74.5124237.54094000-534-353-165.5-696-84.5136283.5467在△F=500N時(shí)，各點(diǎn)所在中截面的平均線應(yīng)變差值△：鋁鋼23415678平均△ε-69.9-46.3-23.2-89.6-1015.835.158.9平均線應(yīng)變差值△ε在等差值外力△F=500N和梁高的關(guān)系：平均線應(yīng)力△σ在等差值外力△F=500N和梁高的關(guān)系：梁高（mm）σ（Mpa）20 -6.914 -5.48 -3.62 -1.8-2 -2-8 3.2-14 7.1-20 11.9通過圖像的分析，整體疊合梁的中性軸大約位于-4.3mm的位置，即在鋼梁中；所測點(diǎn)中，鋁梁的σmax=-1.8MPa，σmin=-6.9Mpa；鋼梁的σmax=11.9Mpa，σmin=-2MPa其余各點(diǎn)所得數(shù)據(jù)如圖所示理論計(jì)算值：yc=（E1-E2）h/2(E1+E2)=（77GPa-202GPa）x20mm/2（77+202）GPa=-4.5mm，誤差：e=（4.5-4.3）/4.5=4%；各點(diǎn)理論內(nèi)應(yīng)力值和觀測值的比較：（單位：MPa）點(diǎn)號(hào)12345678理論值-7.2-5.4-3.7-1.9-2.12.36.911.4觀察值-6.9-5.4-3.6-1.8-23.27.111.9相對誤差4%03%5%5%40%3%4%注：其中第6號(hào)數(shù)據(jù)由于儀器問題使得誤差極大，故刪去此數(shù)據(jù)不用五、討論、心得本次實(shí)驗(yàn)為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，通過對材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，在理論上的推導(dǎo)得出了膠結(jié)疊合梁的內(nèi)應(yīng)力計(jì)算公式以及中性軸等等的力學(xué)特征。實(shí)驗(yàn)中我們以測了多組數(shù)據(jù)，開始因?yàn)橛靡慌_(tái)應(yīng)變儀測兩不同材料的應(yīng)變而出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可用。后幾次