力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院（部）：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：201年0月日實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定實(shí)驗(yàn)名稱成績(jī)教師簽字實(shí)驗(yàn)一應(yīng)變片粘貼技術(shù)實(shí)驗(yàn)二應(yīng)變片橫向系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)三應(yīng)變片靈敏系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)四橋路接法實(shí)驗(yàn)五偏心拉壓實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六復(fù)合梁正應(yīng)力分布規(guī)律實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七方框拉伸實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)八圓框拉伸實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績(jī)：日期：201年0月日實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱1.應(yīng)變片粘貼技術(shù)………………………22.應(yīng)變片橫向系數(shù)測(cè)定……………………43.應(yīng)變片靈敏系數(shù)測(cè)定……………………74.橋路接法………………………135.偏心拉壓實(shí)驗(yàn)…………186.復(fù)合梁正應(yīng)力分布規(guī)律實(shí)驗(yàn)……………277.方框拉伸實(shí)驗(yàn)……………378.圓框拉伸實(shí)驗(yàn)……………44實(shí)驗(yàn)一：應(yīng)變片粘貼技術(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.初步掌握電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)。2.初步掌握接線、防潮和檢查等工作方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1.常溫電阻應(yīng)變片。2.等強(qiáng)度梁試件，溫度補(bǔ)償塊。3.數(shù)字萬(wàn)用表（測(cè)量應(yīng)變片電阻值）。4.501或502粘貼劑。5.硅橡膠密封劑。6.丙酮、藥棉、細(xì)砂紙、劃針、鑷子、測(cè)量導(dǎo)線、接線叉、接線端子片。7.電烙鐵、鋼直尺等工具。三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟1.檢查待貼各應(yīng)變片的電阻值，選擇電阻值相差為以內(nèi)的應(yīng)變片供粘貼。2.先將試件待貼位置用砂紙打磨，然后用有丙酮的棉球擦干凈，直至棉球潔白為止。圖1-1應(yīng)變片粘貼圖3.用鑷子鑷住應(yīng)變片引線，將502膠涂抹應(yīng)變片下表面，貼于待貼出，此時(shí)應(yīng)立即將應(yīng)變片基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)住引線。隨后，以薄膜覆于其上，以手指揉壓之，以擠盡多余膠水并且使應(yīng)變片與試件粘貼牢固。注意點(diǎn)：eq\o\ac(○,1)膠水不宜過多，過多影響工作片性能；不宜過少，過少不能準(zhǔn)確傳遞應(yīng)變。eq\o\ac(○,2)以指揉壓不宜用力過度。eq\o\ac(○,3)謹(jǐn)防手指觸碰502膠水，若觸碰以丙酮洗之。eq\o\ac(○,4)502膠水揮發(fā)不宜多吸入。4.實(shí)驗(yàn)小組成員分別在等強(qiáng)度梁上貼上實(shí)驗(yàn)所需的貼片。圖1-2接線構(gòu)造圖5.粘貼完畢后，用萬(wàn)用表檢查應(yīng)變片是否通路，不通時(shí)要檢查原因,然后進(jìn)行焊接。四、思考題1.簡(jiǎn)述應(yīng)變片篩選的原則與原因。答：應(yīng)變片經(jīng)外觀檢查后，用萬(wàn)用表測(cè)量各片的電阻值，選擇電阻值在0.5以內(nèi)的應(yīng)變片供粘貼用。應(yīng)變片的選擇，應(yīng)該考慮到應(yīng)變性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、應(yīng)變梯度、和測(cè)量環(huán)境等因素。2.簡(jiǎn)述應(yīng)變片粘貼的整個(gè)操作過程及注意事項(xiàng)。答：粘結(jié)劑不要用的過多或過少，過多使膠層太厚影響應(yīng)變片性能，過少粘結(jié)不牢，不能準(zhǔn)確傳遞應(yīng)變。實(shí)驗(yàn)二：應(yīng)變片橫向系數(shù)測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)定電阻應(yīng)變橫向效應(yīng)系數(shù)。2.掌握靜態(tài)電阻應(yīng)變儀使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1.靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。2.貼有應(yīng)變儀的等強(qiáng)度梁及補(bǔ)償片。3.多用電測(cè)試驗(yàn)臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟1.實(shí)驗(yàn)原理用電阻應(yīng)變儀分別測(cè)量等強(qiáng)度梁表面上縱向和橫向的兩個(gè)應(yīng)變片和的相對(duì)電阻變化，其公式為：（2-1）為電阻應(yīng)變儀靈敏系數(shù)設(shè)定值（一般值為2.00），假設(shè)測(cè)量?jī)蓚€(gè)應(yīng)變片的時(shí)，的位置相同；和分別為應(yīng)變片的縱向和橫向靈敏系數(shù)；。圖2-1應(yīng)變片粘貼位置圖應(yīng)變片的橫向效應(yīng)系數(shù)為：（2-2）由此可得：（2-3）（2-4）這里的為正，為負(fù)。2.實(shí)驗(yàn)步驟1.將貼好電阻應(yīng)變片的試件裝在多用電測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)加力裝置上。2.用半橋接線法，把工作片分別接到A1B1、A2B2、A3B3通道上，在BC接上公共補(bǔ)償片以消除溫度應(yīng)力。接線完畢后，調(diào)節(jié)電橋各通道置零。3.用0.5Kg的砝碼加力，每次增加一個(gè)，分四次加到2Kg。期間每增加一個(gè)砝碼，記錄一次讀數(shù)?？偣仓貜?fù)三次。取三次讀數(shù)差之平均值。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表2-1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表載荷（N）縱向橫向縱向橫向讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差54551-1814-5752-16161096-32-109-325014531615146-46-162485213521620198-59-21464讀數(shù)差平均值49.514.7553.516五、數(shù)據(jù)處理由實(shí)驗(yàn)原理可知：其中為正，為負(fù)，所以帶入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過上面的計(jì)算，現(xiàn)在對(duì)橫向系數(shù)和進(jìn)行求均值：所以該電阻應(yīng)變片的橫向效應(yīng)系數(shù)七、思考題1.一般的應(yīng)變片的橫向效應(yīng)系數(shù)反應(yīng)的是什么以及其與應(yīng)變片敏感柵有什么關(guān)系？答：應(yīng)變片柵寬方向和柵長(zhǎng)方向的電阻變化率之比（用百分?jǐn)?shù)表示），作為這批應(yīng)變片的橫向效應(yīng)系數(shù)，用表示。一般由實(shí)驗(yàn)確定；敏感柵越長(zhǎng)，柵越密值越小。橫向效應(yīng)系數(shù)的存在會(huì)造成讀數(shù)誤差，所以在實(shí)際測(cè)試中要進(jìn)行修正。2.本次實(shí)驗(yàn)加載的過程中要注意什么問題？答：由于本次實(shí)驗(yàn)是通過砝碼重量的形式來作為載荷，因此在加載的過程中要盡量保持砝碼的重心通過砝碼盤懸掛桿，此外為了保持整個(gè)過程是在靜力情況進(jìn)行的，因此要保證加載時(shí)的輕與慢，避免產(chǎn)生動(dòng)載荷，另外讀數(shù)時(shí)要等待秤砣穩(wěn)定后在記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)三：應(yīng)變片靈敏系數(shù)測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解電阻應(yīng)變片相對(duì)電阻變化與所受應(yīng)變之間的關(guān)系。2.掌握電阻應(yīng)變片靈敏系數(shù)的標(biāo)定方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1.多用點(diǎn)測(cè)試驗(yàn)臺(tái)。2.帶有千分表的三點(diǎn)撓度計(jì)。3.電阻應(yīng)變儀。4.溫度補(bǔ)償片，等強(qiáng)度梁。三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟1.實(shí)驗(yàn)原理粘貼在試件上的電阻應(yīng)變片在承受應(yīng)變式，其電阻相對(duì)變化值與應(yīng)變的關(guān)系為：（3-1）通過使用三點(diǎn)撓度計(jì)，可以測(cè)定等強(qiáng)度梁上下表面的縱向應(yīng)變。其具體公式為：（3-2）式中h表示等強(qiáng)度梁的厚度；L表示三點(diǎn)撓度計(jì)的跨度；f表示撓度計(jì)上千分表讀數(shù)。撓度計(jì)放在等強(qiáng)度梁上，把等強(qiáng)度梁裝于測(cè)驗(yàn)臺(tái)加力裝置上，試件上的應(yīng)變片接入應(yīng)變儀上，如圖3-1所示。電阻相對(duì)變化可用高精度電阻應(yīng)變儀測(cè)定，用下式計(jì)算：（3-3）圖3-1靈敏系數(shù)測(cè)定裝置圖2.實(shí)驗(yàn)步驟1.測(cè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)h，L。2.在等強(qiáng)度梁上安裝三點(diǎn)撓度計(jì)。3.連接電阻應(yīng)變儀。4.將試件上各應(yīng)變片按順序接到應(yīng)變儀的A、B接線柱去，溫度補(bǔ)償片接到D、A接線柱上去，因?yàn)槭褂霉惭a(bǔ)償片，所有要把相應(yīng)的短接片螺絲旋緊。調(diào)節(jié)應(yīng)變儀靈敏系數(shù)。將各通道反復(fù)置零。5.以0.5Kg為一級(jí)，分四級(jí)加砝碼，每加一級(jí)記錄下?lián)隙扔?jì)讀數(shù)和應(yīng)變儀讀數(shù)。反復(fù)進(jìn)行三次。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表3-1幾何參數(shù)表?yè)隙扔?jì)跨度1002.08等強(qiáng)度梁厚度4.75彈性模量200等強(qiáng)度梁長(zhǎng)度260刻度/mm0.01表3-2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表應(yīng)變片號(hào)讀數(shù)增量讀數(shù)增量讀數(shù)增量100.50.150.250450.50.40450.50.225110.62960.50.24501.50.861460.50.245221.10198讀數(shù)差平均值0.50.237549.5200.50.150.250570.50.40-570.50.225210.62-1090.50.24531.50.86-1620.50.245221.10-214讀數(shù)差平均值0.50.237553.5表3-3三組實(shí)驗(yàn)的平均值應(yīng)變片號(hào)組數(shù)第一組第二組第三組平均值149.550.549.25253.55353351.2551.2551450.55150.5f23.7523.7523.75五、數(shù)據(jù)處理1．求靈敏系數(shù)根據(jù)上面的公式（3-2）可求得等截面梁的理輪應(yīng)變值，再由公式（3-3）可求得電阻相對(duì)變化值。最后根據(jù)公式可得各個(gè)載荷情況下的應(yīng)變片靈敏系數(shù)。2．計(jì)算各個(gè)應(yīng)變片的平均靈敏系數(shù)同理可得：3．計(jì)算應(yīng)變片靈敏系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差4．用分級(jí)載荷下測(cè)量的有關(guān)數(shù)據(jù)，作出圖，如圖3-2所示圖3-2曲線六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)變片靈敏系數(shù)K值為：本次實(shí)驗(yàn)經(jīng)計(jì)算結(jié)果得知，實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與理論值相差不大，但是這是在舍棄了好幾組不合格的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到的。這說明，一方面我們貼片的技術(shù)水平還不夠達(dá)標(biāo)，另一方面也足以說明我們做實(shí)驗(yàn)經(jīng)常犯錯(cuò)誤，導(dǎo)致影響實(shí)驗(yàn)的精度。七、思考題1.本實(shí)驗(yàn)是否需要知道施加載荷的大??？答:不需要。該實(shí)驗(yàn)加載載荷只是用來使等截面梁產(chǎn)生應(yīng)變，在實(shí)際后處理中對(duì)載荷并沒有要求。2.本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)變儀的讀數(shù)老是不穩(wěn)定，導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確是什么原因？答：這是由于加載的過程中沒有做到過程的靜定，導(dǎo)致砝碼晃動(dòng)，由此產(chǎn)生作用在懸臂梁上的載荷不斷發(fā)生改變，由此導(dǎo)致了讀數(shù)的不穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)四：橋路接法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解電測(cè)法的基本原理和方法。2.了解電阻應(yīng)變儀和應(yīng)變片的工作原理，掌握電阻英表演的使用方法。3.測(cè)定等強(qiáng)度梁上的應(yīng)變；驗(yàn)證等強(qiáng)度梁各截面上應(yīng)變（應(yīng)力）相等理論。4.掌握電阻應(yīng)變片在測(cè)量電橋中的各種組橋方式。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1.YJ-450A靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀。2.等強(qiáng)度梁實(shí)驗(yàn)裝置一臺(tái)。3.溫度補(bǔ)償塊。三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟1.實(shí)驗(yàn)原理懸臂梁一端固定在支座上，一端自由，并且自由端受益集中載荷F的作用。通過理論分析，可以得到等強(qiáng)度梁各橫截面出的應(yīng)力計(jì)算公式為：（4-1）其中，；b，h為橫截面寬度和高度。利用公式：（4-2）可以計(jì)算實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值。2.實(shí)驗(yàn)步驟等強(qiáng)度梁的布片方案如下：在等強(qiáng)度梁的上下表面沿縱向粘貼了四個(gè)電阻應(yīng)變片，用于測(cè)定該四點(diǎn)處的應(yīng)變，它們分別是R1，R2，R3，R4，如圖4-1所示。圖4-1布片示意圖總過有六個(gè)組橋方案，做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候依次連接電阻應(yīng)變片進(jìn)行相應(yīng)的組橋即可。1.單臂（多點(diǎn)）半橋測(cè)量，采用公共溫度補(bǔ)償片接線方法為，將四個(gè)應(yīng)變片的接線依次接到應(yīng)變儀的四個(gè)AB通道內(nèi)，在處接入溫度補(bǔ)償片，并把所接個(gè)通道的C處與短接片連接。2.雙臂半橋測(cè)量接線方法為，在AB通道內(nèi)接入R1，BC通道內(nèi)接入R3。3.四臂全橋測(cè)量接線方法為，在AB，BC，CD，DA通道內(nèi)一次接入R1，R3，R2，R4。4.對(duì)臂全橋測(cè)量接線方法為，在AB，CD內(nèi)分別接入R1和R2，在BC和AD內(nèi)分別接入兩個(gè)溫度補(bǔ)償片。5.串聯(lián)半橋測(cè)量接線方法為，R1的一端與R2的一端連接，R1的另一端接入A接口，R2的另一端接入B接口；R3的一端與R4的一端連接，R3的另一端接入B接口，R4的另一端接入C接口。6.并聯(lián)半橋測(cè)量接線方法為，R1的一端與R2的一端連接，R1的另一端與R2的另一端連接，將得到的兩個(gè)接頭分別接入應(yīng)變儀的A和B接口上去；R3的一端與R4的一端連接，R3的另一端與R4的另一端連接，將得到的兩個(gè)接頭分別接入應(yīng)變儀的B和C接口上去。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的步驟為：1.打開應(yīng)變儀電源后，選擇與組橋方式一致的測(cè)量方式。2.將電阻應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)設(shè)定為應(yīng)變片的K一致。3.按照上述接線方法接線。4.將個(gè)通道反復(fù)置零。5.從5N開始加載，每次加載5N，至20N結(jié)束，期間每次加載后記錄應(yīng)變儀讀數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表4-1單臂多點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)表載荷應(yīng)變片單臂多點(diǎn)半橋測(cè)量F(N)F(N)讀數(shù)增量讀數(shù)增量讀數(shù)增量讀數(shù)增量55051-52-5155252-52-5110102103-104-10255151-51-5115153154-155-15355252-49-5120205206-204-204平均增量51.751.7-50.7-51表4-2組橋測(cè)量數(shù)據(jù)表載荷測(cè)量方法雙臂半橋測(cè)量對(duì)臂全橋測(cè)量四臂全橋測(cè)量F(N)F(N)讀數(shù)增量讀數(shù)增量讀數(shù)增量5110108216510410721610214215432510210821615316323648510410721720420430865平均增量103.3107.3216.3載荷測(cè)量方法串聯(lián)雙臂半橋測(cè)量并聯(lián)雙臂半橋測(cè)量F(N)F(N)讀數(shù)增量讀數(shù)增量5108108511010810218216510610415324320510811020432430平均增量108107.3五、數(shù)據(jù)處理應(yīng)變?cè)隽科骄档挠?jì)算：由公式可以計(jì)算出各種方法下應(yīng)變?cè)隽康钠骄?，具體數(shù)值見上表。理論值計(jì)算：有公式（4-1）與（4-2）得Pa六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果本次實(shí)驗(yàn)通過了六種橋路方法來直接或間接的測(cè)量了等強(qiáng)度梁在外載荷作用下梁的中軸線上的應(yīng)變。雖然這些橋路方法不同，但是它們都消除了溫度應(yīng)變的影響，達(dá)到了測(cè)試的目的。下面來比較它們的優(yōu)劣，見表4-3。表4-3組橋方案比較測(cè)量方法讀數(shù)應(yīng)變值靈敏度理論應(yīng)變值相對(duì)誤差單臂半橋51.2157.510.96%雙臂半橋103.3210.43%對(duì)臂全橋107.326.70%四臂全橋216.345.96%串聯(lián)半橋10826.09%并聯(lián)半橋107.326.70%通過表4-3可得，此六種橋路接法均能如實(shí)得反映工作片處的應(yīng)變值，但是它們各有優(yōu)缺點(diǎn)：?jiǎn)伪郏ǘ帱c(diǎn)）半橋測(cè)量，采用公共補(bǔ)償片法最為簡(jiǎn)便，并且可以進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，但是測(cè)量靈敏度最低；半橋自補(bǔ)接法較簡(jiǎn)單，靈敏度高；全橋外補(bǔ)接法較復(fù)雜，但靈敏度較高；全橋自補(bǔ)接法最復(fù)雜，但靈敏度很高。串聯(lián)雙臂半橋和并聯(lián)雙臂半橋測(cè)法對(duì)于提高精度沒太大幫助。七、思考題1.分析各種橋路接法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？答：半橋：優(yōu)點(diǎn)，線性性、準(zhǔn)確性很高，使用簡(jiǎn)單，適用于大多數(shù)測(cè)量；缺點(diǎn)：不適用于某些特殊測(cè)量，如外接全橋傳感器。全橋：優(yōu)點(diǎn)，線性性、準(zhǔn)確性很高，使用變種全橋還可在特定測(cè)量中起到良好的抗干擾作用；缺點(diǎn)：使用應(yīng)變片多，操作復(fù)雜；根據(jù)測(cè)量要求適當(dāng)選用。2.分析各種組橋方式中溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?。答：?jiǎn)伪郯霕?、?duì)臂全橋均由溫度補(bǔ)償片實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償；雙臂半橋、四臂全橋、串、并聯(lián)半橋組橋均由工作片實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)五：偏心拉壓實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．測(cè)定如圖5-2所示試件，沿A-A加載時(shí)，即偏心拉伸時(shí)的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。2．測(cè)定如圖5-2所示試件，沿A-A加載時(shí)，即偏心拉伸截面中性軸位置。3．與理論值進(jìn)行比較分析。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1．拉壓實(shí)驗(yàn)裝置一臺(tái)。2．YJ-4501靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀一臺(tái)。3．偏心拉伸試件一根（已粘貼好應(yīng)變片）。三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟1.實(shí)驗(yàn)原理拉壓實(shí)驗(yàn)裝置見圖5-1，試件（見圖5-2）就被安裝在上、下夾具中間進(jìn)行加載。圖5-1拉壓裝置圖當(dāng)載荷加載在試件的對(duì)稱軸上，試件的橫截面上只受到軸力，因此又有拉伸正應(yīng)力。同樣，當(dāng)載荷加載到了試件的A-A截面上時(shí)，此時(shí)由拉力引起的正應(yīng)力和軸對(duì)稱加載時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力是一樣的，應(yīng)力為：（5-1）AAA圖5-2試件貼片圖但是，當(dāng)載荷加載到了試件的A-A截面時(shí)，試件橫截面上由此產(chǎn)生的正應(yīng)力分為兩部分，其一是拉力F引起的拉伸應(yīng)力，另一部分是彎曲引起的正應(yīng)力。因此當(dāng)載荷加載在A-A截面上時(shí)，試件橫截面上的正應(yīng)力為：（5-2）其中，F(xiàn)表示軸力，S表示橫截面面積，M=0.22F表示橫截面上的彎矩，為形心軸慣性矩，y為距離中性軸的距離（見圖5-3）圖5-3試件橫截面圖偏心拉伸試件材料彈性模量為70GN/m2。試件上的貼片情況（見圖5-4），其中對(duì)應(yīng)正反面的應(yīng)變片已兩兩串聯(lián)連接。另有一補(bǔ)償塊，補(bǔ)償塊上共粘貼了四片應(yīng)變片，其中綠色線為兩片應(yīng)變片串聯(lián)連接線。（a）（a）（b）圖5-4應(yīng)變片接線圖2.實(shí)驗(yàn)步驟1.將試件按照軸對(duì)稱施加荷載的方式加到裝置上。2.打開測(cè)力儀開關(guān)，將應(yīng)變片如圖5-5串聯(lián)單臂半橋接線法接至應(yīng)變儀各通道上。圖5-5串聯(lián)單臂半橋接線法圖3.檢查應(yīng)變儀靈敏系數(shù)與應(yīng)變片是否相同，不同則設(shè)置成相同。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：a.加初始載荷0.3kN，將應(yīng)變儀各通道置零。b.加至1.3kN，記錄讀數(shù)。c.退回至0.3kN,重新置零。d.再加載至1.3kN，記錄讀數(shù)。如此步驟，重復(fù)三次。5.換到A-A位置加載，重復(fù)步驟4。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表5-1應(yīng)變記錄表讀數(shù)應(yīng)變載荷（F）KNR1與R2R3與R4R5與R6123平均123平均123平均123平均通過對(duì)稱軸線加載ε1（με）ε2（με）ε3（με）0.30000000000001.3119118119118.7116115115115.31151131141140.32000.710-102011沿A-A加載εA1（με）εA2（με）εA3（με）0.30000000000001.3393392389391.3124124124124-148-147-147-147.30.34-1010-20-0.7-300-1五、數(shù)據(jù)處理1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出偏心拉伸時(shí)的拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和橫截面中性軸位置。答：根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合材料力學(xué)相關(guān)知識(shí)計(jì)算如下：（1）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，和處的正應(yīng)力值為：和處的正應(yīng)力值為：和處的正應(yīng)力值為：通過對(duì)稱軸線加載時(shí)的平均應(yīng)變?yōu)椋核?，拉?yīng)力為：（2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，通過截面加載時(shí)和處的彎曲應(yīng)力為：和處的彎曲應(yīng)力為：和處的彎曲應(yīng)力為：（3）距離中心軸距離為y處總應(yīng)力為：所以，設(shè)中性軸距離中心軸線距離為y，則有：其中：所以，可以得到：解得：所以，橫截面中性軸位置為：距離中心軸線處。2.理論計(jì)算試件偏心拉伸時(shí)的拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和橫截面中性軸位置。答：根據(jù)材料力學(xué)知識(shí)分析如下：（1）拉應(yīng)力為：（2）彎曲應(yīng)力為：所以，距離中心軸線+15mm處的和處的彎曲應(yīng)力為：位于中心軸上的和處的彎曲應(yīng)力為：距離中心軸線-15mm處的和處的彎曲應(yīng)力為：（3）距離中心軸距離為y處總應(yīng)力為：所以，設(shè)中性軸距離中心軸線距離為y，則有：即：解得：所以，橫截面中性軸位置為：距離中心軸線處。4.比較、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算之差異。答：結(jié)合材料力學(xué)相關(guān)知識(shí)計(jì)算如下：（1）拉應(yīng)力比較：理論值：測(cè)量值：相對(duì)誤差為：（2）彎曲應(yīng)力比較：a.應(yīng)變片R1和R2處的彎曲應(yīng)力：理論值：測(cè)量值：相對(duì)誤差為：b.應(yīng)變片R3和R4處的彎曲應(yīng)力：理論值：測(cè)量值：絕對(duì)誤差為：c.應(yīng)變片R5和R6處的彎曲應(yīng)力：理論值：測(cè)量值：相對(duì)誤差為：（3）橫截面中性軸位置比較：理論值：測(cè)量值：相對(duì)誤差為：六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)前面計(jì)算可以看出，實(shí)驗(yàn)計(jì)算的結(jié)果和理論計(jì)算的結(jié)果基本吻合。現(xiàn)列表如下：表5-2結(jié)果對(duì)比表比較對(duì)象理論值實(shí)驗(yàn)值相對(duì)誤差/%拉應(yīng)力/MPa8.3338.122.556彎曲應(yīng)力R1R2/MPa18.7517.9264.203中性軸位置/mm-6.665-6.4962.536從表中可以看出，理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，相對(duì)誤差很小。實(shí)驗(yàn)從某種方面上證實(shí)了理論知識(shí)。數(shù)據(jù)可用性較高。七、思考題1．本實(shí)驗(yàn)，若不采用通過試件對(duì)稱軸和通過偏心A-A截面兩次加載，是否能分離出分別由軸力引起的應(yīng)力和由彎矩引起的應(yīng)力？答：能。該實(shí)驗(yàn)中軸力的作用效果是改變了中性軸位置。所以要想知道軸力的大小，我們實(shí)驗(yàn)研究的重點(diǎn)也應(yīng)該是試件中性軸的變化情況。根據(jù)材料力學(xué)可以知道，所謂的中性軸也就是沒有應(yīng)變的軸線。所以所以我們可以通過實(shí)驗(yàn)找到中性軸的大小來反過來求軸力和彎矩引起的應(yīng)力值的大小。2．本實(shí)驗(yàn)采用串聯(lián)單臂半橋連接方式，可解決測(cè)試中出現(xiàn)的什么問題？答：可以解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的上下表面應(yīng)變不同，從而提高實(shí)驗(yàn)的精度。3．當(dāng)通過試件對(duì)稱軸加載時(shí)，3組應(yīng)變片（R1和R2，R3和R4，R5和R6）讀數(shù)應(yīng)變是否應(yīng)該相同？答：不相同。因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)這種加載施加的是集中載荷。材料力學(xué)公式的試用性是在圣維南原理的基礎(chǔ)上?，F(xiàn)實(shí)情況，截面上各個(gè)點(diǎn)的受力情況不盡相同，所以應(yīng)變也不應(yīng)該一樣。但這并不能否認(rèn)材料力學(xué)的知，我們用材料力學(xué)計(jì)算的結(jié)果已經(jīng)很接近真實(shí)解，并且滿足工程要求。實(shí)驗(yàn)六：復(fù)合梁正應(yīng)力分布規(guī)律實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用電測(cè)法測(cè)定疊梁，復(fù)合梁在彎曲受力狀態(tài)下，沿其橫截面高度的正應(yīng)變（正應(yīng)力）分布規(guī)律。2.推導(dǎo)疊梁，復(fù)合梁的正應(yīng)力計(jì)算公式。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1.純彎曲梁實(shí)驗(yàn)裝置（純彎曲梁復(fù)合梁）。2.靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀。三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟1.實(shí)驗(yàn)原理復(fù)合梁的材料為鋁梁和鋼梁，上層是鋁梁，其彈性模量分別為E=70GN/m2和E=210GN/m2。復(fù)合梁上總過貼上了12各應(yīng)變片，每個(gè)梁各6個(gè)。1.幾何、物理和靜力學(xué)關(guān)系以材料尺寸相同的兩層矩形截面復(fù)合梁在純彎曲情況下為計(jì)算模型，在其縱向?qū)ΨQ面內(nèi)，承受彎矩M的作用。上梁的彈性模量為E1，橫截面面積為A1，下梁的彈性模量為E2，橫截面面積為A2，且A1=A2，單梁的梁寬和梁高分別為b和h，在其縱向?qū)ΨQ面內(nèi)，承受彎矩M的作用。兩種不同的材料由膠粘合制成。下面建立橫截面上的彎曲正應(yīng)力公式，平面假設(shè)與單向假設(shè)均成立。設(shè)中性層的曲率半徑為，并沿截面縱向?qū)ΨQ軸與中性軸分別建立坐標(biāo)軸y與z，中性層離交界面的距離為e。（1）變形幾何關(guān)系。根據(jù)平面假設(shè)可知，橫截面上y處的縱向正應(yīng)變?yōu)?（6-1）（2）物理關(guān)系。依胡克定律，而由式（1）帶入，可以得出不同材料區(qū)的彎曲正應(yīng)力分別為：，（6-2）（3）靜力學(xué)平衡關(guān)系。根據(jù)受力分析，由靜力學(xué)平衡關(guān)系，考慮橫截面上內(nèi)力的平衡，，可以得出：（6-3）由組成的內(nèi)力系，在橫截面上形成一個(gè)內(nèi)力偶矩M，即為橫截面上的彎矩M，即：（6-4）2.確定中性層位置將式（2）代入式（3）中，得令則（6-5）則并且，令將和帶入式（5）得：（6-6）3.推導(dǎo)彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式將式（2）代入式（4），得：令，其中、分別為截面、對(duì)中性軸的慣性矩。由于各梁曲率相同，經(jīng)變化得：（6-7）再將式（7）代入式（2），得：，（6-8）式中、分別為、對(duì)共同中性軸Z的慣性矩。由單向應(yīng)力狀態(tài)的虎克定律公式，可求出應(yīng)力實(shí)驗(yàn)值。應(yīng)力實(shí)驗(yàn)值與應(yīng)力理論值進(jìn)行比較，以驗(yàn)證復(fù)合梁的正應(yīng)力計(jì)算公式。2.實(shí)驗(yàn)步驟1.首先確定單梁的物理參數(shù)，得到h=20mm，b=20mm，c=150mm。2.啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，將各應(yīng)變片分別接到各個(gè)AB通道之間，同時(shí)把公共補(bǔ)償片接到上，并且把C通道與短接片短接。3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：a.取初載荷0.5kN，每次逐級(jí)加1.0kN，直至4.5kN，總共分4次加載。b.接完線路以及加初載荷之前都要重復(fù)置零。c.每次加載完畢都要記錄下數(shù)據(jù)。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表6-1Ⅰ梁應(yīng)變數(shù)據(jù)表表6-2Ⅱ梁應(yīng)變數(shù)據(jù)表五、數(shù)據(jù)處理1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算各點(diǎn)的平均應(yīng)變，求出各點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值，并計(jì)算出各點(diǎn)的理論應(yīng)力值；計(jì)算實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值與理論應(yīng)力值的相對(duì)誤差。答：根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合材料力學(xué)相關(guān)知識(shí)計(jì)算如下：（1）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，各應(yīng)變片處的平均應(yīng)變值為：Ⅰ梁上處的平均應(yīng)變?yōu)椋孩窳荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩窳荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩窳荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩窳荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩窳荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩蛄荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩蛄荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩蛄荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩蛄荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩蛄荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋孩蛄荷咸幍钠骄鶓?yīng)變?yōu)椋海?）各應(yīng)變片處的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處的應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處的應(yīng)力值為：（3）理論計(jì)算試件上個(gè)應(yīng)變片處的理論應(yīng)力值加載的力的大小為F=1000N。復(fù)合梁的單梁截面厚度b=20mm，高度h=20mm，截面作用點(diǎn)到梁支點(diǎn)的距離為c=150mm。設(shè)n=E2/E1=210/70=3，中性軸位置的偏移量為：因此，可得到復(fù)合梁Ⅰ和復(fù)合梁Ⅱ正應(yīng)力計(jì)算公式分別為其中根據(jù)材料力學(xué)知識(shí)分析如下：Ⅰ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅰ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：Ⅱ梁上處計(jì)算應(yīng)力值為：（4）計(jì)算實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值與理論應(yīng)力值的相對(duì)誤差Ⅰ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅰ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅰ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅰ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅰ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅰ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅱ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅱ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅱ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅱ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅱ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：Ⅱ梁上處應(yīng)力值的相對(duì)誤差為：2.上述的各點(diǎn)應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)值與應(yīng)力的理論值，將兩者進(jìn)行比較?？梢缘贸觯簩?shí)驗(yàn)值與理論值的結(jié)果十分接近，說明復(fù)合梁的正應(yīng)力計(jì)算公式成立。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)前面計(jì)算可以看出，實(shí)驗(yàn)計(jì)算的結(jié)果和理論計(jì)算的結(jié)果基本吻合?，F(xiàn)列表如下：表6-2結(jié)果對(duì)比表梁Ⅰ梁Ⅱ梁應(yīng)變片相對(duì)中性軸的坐標(biāo)y/mm-7-11-15-19-23-25-31591315實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值/MPa-3.1-4.8-6.5-8.2-10.0-10.9-3.51.86.711.816.919.6理論應(yīng)力值/MPa-3.0-4.8-6.5-8.2-10.0-10.8-3.91.36.511.716.919.5相對(duì)誤差/%2.21.10.50.20.20.411.137.43.50.60.10.8從表中可以看出，理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，相對(duì)誤差不大。實(shí)驗(yàn)從某種方面上證實(shí)了理論知識(shí)。數(shù)據(jù)可用。七、思考題1．復(fù)合梁中性層為何偏移？答：因?yàn)閮煞N材料的抗彎能力以及抗拉能力不同，導(dǎo)致在同等應(yīng)力條件下，兩個(gè)截面對(duì)稱位置發(fā)生的應(yīng)變不同?？箯澞芰σ约翱估芰?qiáng)的材料發(fā)生的變形小于另一種材料，因此中性層就向下偏移了。2.如何理解復(fù)合梁實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)兩個(gè)中性層？復(fù)合梁雖然中間是由物理或化學(xué)方法進(jìn)行了連接，但是其實(shí)際上不是一個(gè)材料性質(zhì)連續(xù)的整體。因此在兩種材料的交界面上會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力的突變，在整個(gè)復(fù)合梁的橫截面上，應(yīng)力不是連續(xù)的，因此可能出現(xiàn)兩個(gè)中性層。實(shí)驗(yàn)七：方框拉伸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．測(cè)定方框試件（如圖7-1所示）AB區(qū)域方框內(nèi)表面和外表面的應(yīng)變分布。2．測(cè)定圓框試件A-A截面分別由軸力引起的應(yīng)變和彎矩引起的應(yīng)變。3．與理論值進(jìn)行比較、分析。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1．拉壓實(shí)驗(yàn)裝置一臺(tái)。2．YJ-4501靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀一臺(tái)。3．方框試件一個(gè)（已粘貼好應(yīng)變片）。三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟1.實(shí)驗(yàn)原理載荷F作用在試件（見圖7-1）的對(duì)稱軸線上時(shí)，A-A截面有軸力，有彎矩，由于對(duì)稱條件沒有剪力。方框試件的彈性模量為70GN/m2。軸力引起的正應(yīng)力為：(7-1)彎曲應(yīng)力隨著距離對(duì)稱軸的距離大小不同而改變，但是其最大值是確定的，彎矩對(duì)A-A截面內(nèi)圈處產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力為：(7-2)其中的MA是A-A截面上的彎矩，F(xiàn)是載荷。圖7-2試件分析圖因此根據(jù)材料力學(xué)疊加原理，有(7-3)WZ為A-A截面的抗彎截面模量；S為A-A截面的橫截面面積。2.實(shí)驗(yàn)步驟1.將試件按照軸對(duì)稱施加荷載的方式加到裝置上。2.打開測(cè)力儀開關(guān)，將應(yīng)變片以單臂半橋接線法接至應(yīng)變儀各通道上。3.檢查應(yīng)變儀靈敏系數(shù)與應(yīng)變片是否相同，不同則設(shè)置成相同。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：a.加初始載荷0.3kN，將應(yīng)變儀各通道置零。b.加至1.3kN，記錄讀數(shù)。c.退回至0.3kN,重新置零。d.再加載至1.3kN，記錄讀數(shù)。如此步驟，重復(fù)三次。5.將A-A截面應(yīng)變片以雙臂半橋接入電路，按照步驟4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。6.將A-A截面應(yīng)變片以對(duì)臂全橋接入電路，按照步驟4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表7-1試件內(nèi)表面應(yīng)變表讀數(shù)應(yīng)變載荷（F）KNA-A內(nèi)表面με白線4με白線5με123平均123平均123平均123平均0.3000000001.3-20-20-20-20-90-89-90-89.7讀數(shù)應(yīng)變載荷（F）KN白線6με白線7με白線8με123平均123平均123平均123平均0.30-10-0.30131.30-21-0.31.3-165-162-163-163.3-239-236-239-238-318-315-318-317表7-2試件外表面應(yīng)變表讀數(shù)應(yīng)變載荷（F）KNA-A外表面με綠線4με綠線5με123平均123平均123平均123平均0.30010.30010.31.31313131390909090讀數(shù)應(yīng)變載荷（F）KN綠線6Με綠線7με綠線8με123平均123平均123平均123平均0.30100.30200.70200.71.3166164165165243239240240.7320317318318.3表7-3A-A截面數(shù)據(jù)讀數(shù)應(yīng)變載荷（F）KNA-A截面雙臂半橋μεA-A截面對(duì)臂全橋με123平均123平均123平均0.30010.300001.3-342-341-340-34150495150五、數(shù)據(jù)處理1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出AB區(qū)域方框內(nèi)表面和外表面的應(yīng)變分布圖，分析零應(yīng)變出現(xiàn)的位置。圖7-3方框內(nèi)表面應(yīng)變分布圖圖7-4方框外表面應(yīng)變分布圖結(jié)合曲線走向，可以得出的結(jié)論為：方框內(nèi)表面的零應(yīng)變位置出現(xiàn)在73mm處。方框外表面的零應(yīng)變位置出現(xiàn)在69mm處。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別計(jì)算A-A截面軸力，彎曲引起正應(yīng)力。答：根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合材料力學(xué)相關(guān)知識(shí)計(jì)算如下：（1）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，A-A截面由軸力引起的平均應(yīng)變?yōu)椋核訟-A截面由軸力引起的正應(yīng)力為：（2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，A-A截面上內(nèi)圈處由彎曲引起的平均應(yīng)變?yōu)椋核訟-A截面上內(nèi)圈處由彎曲引起的正應(yīng)力為：3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別計(jì)算A-A截面最大，最小正應(yīng)力。答：根據(jù)材料力學(xué)公式，截面總應(yīng)力為：因此A-A截面的最大正應(yīng)力為：因此A-A截面的最小正應(yīng)力為：4.理論計(jì)算A-A截面軸力、彎曲引起的正應(yīng)力以及最大、最小應(yīng)力。答：根據(jù)材料力學(xué)知識(shí)分析如下：（1）首先計(jì)算出A-A截面的彎矩。由雙對(duì)稱條件，從A-A處截開，可知，AB段的彎矩為：BC段的彎矩為：為了計(jì)算A-A的轉(zhuǎn)角，在A-A截面施加順時(shí)針單位力矩，由莫爾積分可得：解得：因此，由軸力引起的正應(yīng)力為：A-A截面內(nèi)圈處由彎矩引起的正應(yīng)力為：A-A截面的最大正應(yīng)力為：A-A截面的最小正應(yīng)力為：5.比較、分析A-A截面實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算之差異。答：結(jié)合材料力學(xué)相關(guān)知識(shí)計(jì)算如下：（1）A-A截面由軸力引起的正應(yīng)力比較：理論值：實(shí)驗(yàn)值：相對(duì)誤差：（2）A-A截面內(nèi)圈由彎曲引起的正應(yīng)力比較：理論值：實(shí)驗(yàn)值：相對(duì)誤差：（3）A-A截面內(nèi)最大正應(yīng)力比較：實(shí)驗(yàn)值：理論值：相對(duì)誤差：（4）A-A截面內(nèi)最小正應(yīng)力比較：實(shí)驗(yàn)值：理論值：相對(duì)誤差：六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)前面計(jì)算可以看出，實(shí)驗(yàn)計(jì)算的結(jié)果和理論計(jì)算的結(jié)果基本吻合?，F(xiàn)列表如下：表7-4結(jié)果比較表比較對(duì)象實(shí)驗(yàn)值理論值相對(duì)誤差/%A-A截面拉應(yīng)力/MPa1.751.792.02A-A截面內(nèi)圈彎曲正應(yīng)力/MPa11.9412.050.99A-A截面最大正應(yīng)力/MPa13.6913.841.12A-A截面最小正應(yīng)力/MPa-10.19-10.290.81從表中可以看出，理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，相對(duì)誤差很小。實(shí)驗(yàn)從某種方面上證實(shí)了理論知識(shí)。數(shù)據(jù)可用性較高。七、思考題1.本實(shí)驗(yàn)，是否可以同時(shí)測(cè)定方框試件A-A截面分別由軸力引起的應(yīng)變和彎矩引起的應(yīng)變？提供布片方案。答：可以。布片方案如下，在A-A截面內(nèi)側(cè)與縱向?qū)ΨQ軸相交處貼應(yīng)變片，外側(cè)與縱向?qū)ΨQ軸相交處貼應(yīng)變片，并且在前后兩側(cè)豎向?qū)ΨQ軸與A-A截面交點(diǎn)貼上和。與通過雙臂半橋接線方法接入電路，得到的讀數(shù)是彎曲引起的最大正應(yīng)變的兩倍；與串聯(lián)接入單臂半橋電路，得到的讀數(shù)是軸力引起的正應(yīng)變值。2.簡(jiǎn)述本實(shí)驗(yàn)是如何分離出A-A截面上的拉伸正應(yīng)力和彎曲正應(yīng)力。答：本實(shí)驗(yàn)可以通過雙臂半橋組橋，得到的讀數(shù)表示A-A截面上兩倍的最大彎曲正應(yīng)變，通過對(duì)臂全橋組橋，得到的讀數(shù)表示A-A截面上兩倍的拉伸正應(yīng)變。實(shí)驗(yàn)八：圓框拉伸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．測(cè)定圓框試件（如圖2所示）0至60o圓框內(nèi)表面和外表面的切向應(yīng)變分布，分析切向應(yīng)變變化趨勢(shì)，確定零應(yīng)變位置。2．測(cè)定圓框試件A-A截面分別由軸力引起的應(yīng)變和彎矩引起的應(yīng)變。3．與理論值進(jìn)行比較、分析。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1．拉壓實(shí)驗(yàn)裝置一臺(tái)。2．YJ-4501靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀一臺(tái)。3．圓框試件一個(gè)（已粘貼好應(yīng)變片）。三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟1.實(shí)驗(yàn)原理載荷F作用在試件（見圖8-1）的對(duì)稱軸線上時(shí)，A-A截面有軸力，有彎矩，由于對(duì)稱條件沒有剪力。方框試件的彈性模量為70GN/m2。軸力引起的正應(yīng)力為：(8-1)彎曲應(yīng)力隨著距離對(duì)稱軸的距離大小不同而改變，但是其最大值是確定的，彎矩對(duì)A-A截面內(nèi)圈處產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力為：(8-2)其中的MA是A-A截面上的彎矩，F(xiàn)是載荷。圖8-1試件分析圖因此根據(jù)材料力學(xué)疊加原理，有(8-3)WZ為A-A截面的抗彎截面模量；S為A-A截面的橫截面面積。2.實(shí)驗(yàn)步驟1.將試件按照軸對(duì)稱施加荷載的方式加到裝置上。2.打開測(cè)力儀開關(guān)，將應(yīng)變片以單臂半橋接線法接至應(yīng)變儀各通道上。3.檢查應(yīng)變儀靈敏系數(shù)與應(yīng)變片是否相同，不同則設(shè)置成相同。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：a.加初始載荷0.3kN，將應(yīng)變儀各通道置零。b.加至1.3kN，記錄讀數(shù)。c.退回至0.3kN,重新置零。d.再加載至1.3kN，記錄讀數(shù)。如此步驟，重復(fù)三次。5.將A-A截面應(yīng)變片以雙臂半橋接入電路，按照步驟4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。6.將A-A截面應(yīng)變片以對(duì)臂全橋接入電路，按照步驟4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表8-1試件內(nèi)表面應(yīng)變表讀數(shù)應(yīng)變載荷（F）KNA-A內(nèi)表面με白線4με白線5με123平均123平均123平均123平均0.303010200.71.3315311313313206204204204.7讀數(shù)應(yīng)變載荷（F）KN白線6με白線7με白線8με123平均123平均123平均123平均0.300000-21-0.30-41-11.372707070.7-102-101-101-101.3-293-291-292-293.7表8-2試件外表面應(yīng)變讀數(shù)應(yīng)變載荷（F）KNA-A外表面με綠線4με綠線5με123平均123平均123平均123平均0.30-