等强度梁电测试验设计试验报告

等强度梁电测试验设计试验报告

等强度梁电测试验设计试验报告

一、实验目的和要求

1、通过试验设计验证给定试样为等强度梁。2、试样不能被破坏，即进入屈服。二、试验设备和仪器

1、微机控制电子万能试验机、静态电阻应变仪。2、数字万用表。3、游标卡尺，电烙铁等。

三、实验原理和方法

图3-1理论计算示意图

1、等强度梁定义：为了使受弯梁截面的弯曲正应力相同，即随着弯矩的改变，对应的改变截面尺寸，以保持梁的应力的不变。

2、以悬挑梁为例，以上图试样为试件，进行理论以及试验验证试样为等强度梁。3、建立如图所示笛卡尔坐标系，对试样进行分析：由错误！未找到引用源。,若需使得强度相同，必定有错误！未找到引用源。为一常数值。

有：错误！未找到引用源。

使得;错误！未找到引用源。与b线性相关，恰好悬臂梁的弯矩与其自由端的距离成正比，使b为变量，即可验证试样为等强度梁。

在l区段验证有：

而错误！未找到引用源。

与x无关，则必定有：错误！未找到引用源。

此时:错误！未找到引用源。与x无关，则按照此理论设计实验方案，验证试样为等强度梁。

四、实验步骤

1、依据试验理论，测量出试样的截面参数，并假定钢材为Q235，屈服强度为错误！未找到引用源。，确定加载方案，并在电子万能试验机上编辑实验方案。2、在试样上粘贴电阻应变片，并焊接好接线。具体电阻应变片的粘贴位置如图所示：

3、在试验机上装夹试样，按照1/4桥接线法接线。试样的装夹如下图所示：

4、运行试验方案，记录实验数据

5、卸下试样，还原实验仪器，整理现场。五、实验注意事项

1、装夹是注意两个试样必须基本等高，加载点亦须一样，以保证受力均衡。六、实验数据及处理结果试验数据测量以及处理如下：

截面尺寸(mm)b1b2b3b4h14.4020.0428.2041.809.32表6-1截面尺寸测量表加载点距短边距离a(mm)108.88表6-2a值计算表

截面位置1234

2F400400400400F201*00201*00b14.40h9.32x108.88104.45152.48105.11214.56105.78289.24108.5820.049.3228.209.3236.809.32表6-3试验数据理论值表

力（N)作用力（N)应变片1应变片2应变片3应变片85201*4032540042.51001201*2.5200-115-216-321-416-505112217325420501-108-209-323-405-501110213305410504表6-4试验数据应变表

对于F=200N时，E=错误！未找到引用源。10N/mm2,计算出应变片1、2、3、4的应力分别为3=-505*210=-106.05N/mm2,4=501*210=105.21N/mm2,

5=501*210=105.21N/mm2,6=503*210=105.84N/mm2

理论值截面位置截面1截面2104.45105.11负变片-106.05-105.21正应变105.21105.84实测值表6-5试验数据结果比较

结果分析：

通过表6-3，6-4理论值与实测值在每个截面的比较和表6-5同一截面理论值与实测值不同截面的比较均可验证为等强度梁。七、试验总结与思考

1、由试验可以看出，等强度梁的各个截面的最大应力相同，可以看出梁是等强度梁。

2、试验存在一定的误差，出现误差的原因主要有：应变片粘贴的位置不是特别准，加载时，两个等强度梁的高度有一定的差距。

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等强度等截面梁弯曲实验报告

实验目的：

1、了解电阻应变片的原理和静态电阻应变仪的工作原理。2、初步掌握利用电阻应变片和静态电阻应变仪测定指定点应变的方法（即电测法）。

3、利用电测法测定等强度矩形截面梁横截面上的最大正应力及泊松比。

4、验证横截面上最大正应力的计算公式及泊松比。实验设备：

电阻应变片、等强度矩形截面梁、静态电阻应变仪。

实验原理：

1、电阻应变片的原理

1）、电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化象。2）、当试件受力在该处沿电阻丝方向发生变形时，电阻丝也随着一起变形（伸长或缩短），因而使电阻丝的电阻发生改变（增大或缩小）。2、静态电阻应变仪工作原理电阻应变仪是将电阻变化转换为电压（或电流）的变化，并进行放大，然后转换成应变数值的电子仪器。电阻变化转换成电压（或电流）信号主要是通过应变电桥(惠斯顿电桥)来实现的。3、等强度矩形截面梁

设梁的长度为l，高度为h，固定端宽度为b，在梁的右端加一集中力，若各横截面上的最大正应力相等，则：Fx/(yh2/6)=Fl/(bh2/6)于是：y=bx/l

故等强度矩形截面梁的上下表面应该是如上图的三角形。

实验步骤：1、主要参数

1）、梁：Q235钢，E=210GPa，l=300mm，h=5mm，b=50mm，x1=60mm，x2=180mm。

2）、荷载：每个砝码10N，砝码托盘1.3N。2、进行实验

1）、粘贴应变片：可分别在梁的上下表面各处沿轴向和横向粘贴应变片（不做）。2）、调试梁的位置：旋转台座底部的旋钮，使梁的上表面大致水平。

3）、将工作应变片和温度补偿片接入应变仪，接通电源并调好应变仪：

（1）、接线

仪器后面板有十组端子，叫十个通道，每个端子测一个点，每个端子有5个接线孔：

ABCDE

应变仪的第一个端子接补偿片：

A，B两端接应变片，D，E两端用导线短路应变仪的第二三四五个端子接工作片：

各端子的A，B两端接应变片，D，E两端用导线短路接线方法：先用螺丝刀松开孔上的螺钉，将导线插入下方的小孔，然后用螺丝刀上紧螺钉，将导线固定。

（2）、应变仪的设置：按设置键

S1：查看某次记录数据

S2：是否删除以前记录的数据，按自动键，调整为1（删除）

S3：需要记录数据的第一点的编号，按自动键，调整为01或02（各组根据各自情况调整）

S4：需要记录数据的最后点的编号，按自动键，调整为04或05（各组根据各自情况调整）

S5：应变片的K值，按平衡键和自动键，调整为2.14S6：是否设有补偿，按自动键，调整为0按复位键，在按平衡键

3、加载：挂上砝码托盘，按手动键记下各点的应变值，再分四次加砝码，记每次各点的应变值。注意：加砝码时要慢慢放手，以保证加的是静荷载。

4、数据的记录和处理

应变实验值

轴向应力、横向应变和泊松比的理论值

轴向应力、横向应变和泊松比的实验值及误差

其中，应力的实验值由Δб=EΔε计算，理论值由Δб=ΔFx/(yh2/6)计算，泊松比由μ=-Δε横/Δε轴计算。

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