重庆大学材料力学教案实验五梁的弯曲正应力实验

实验五梁的弯曲正应力实验一、实验目的和要求：1)用电测法测定纯弯曲梁受弯曲时AA（或BB）截面各点的正应力值，与理论计算值进行比较。2)了解电阻应变仪的基本原理和操作方法二、实验设备CM-1C型静态电阻应变仪，纯弯曲梁实验装置三、弯曲梁简图：aaLR7R6R5R4R3R2R1ABR4R7R6R5R2R3R1ABbhcF/2F/2Fa/2Fa/2图5-1已知:mm630L、mm160a、mm20b、mm40h、6/hc、GPa200E在梁的纯弯曲段内AA（或BB）截面处粘贴七片电阻片，即1R、2R、3R、4R、5R、6R、7R。4R贴在中性层处，实验时依次测出1、2、3、4、5、6、7点的应变，计算出应力。四、测量电桥原理构件的应变值一般均很小，所以，应变片电阻变化率也很小，需用专门仪器进行测量，测量应变片的电阻变化率的仪器称为电阻应变仪，其测量电路为惠斯顿电桥，如图所示。如图所示，电桥四个桥臂的电阻分别为1R、2R、3R和4R，在A、C端接电源，B、D端为输出端。设A、C间的电压降为U则经流电阻1R、4R的电流分别为211RRUI，、434RRUI，所以1R、4R两端的电压降分别为URRRRIU21111AB，URRRU434AD所以B、D端的输出电压为URRRRRRRRURRRURRRUUU))((43214231434211ADAB当电桥输出电压0U时，称为电桥平衡。故电桥平衡条件为4231RRRR或3421RRRR设电桥在接上电阻1R、2R、3R和4R时处于平衡状态，即满足平衡条件。当上述电阻分别改变1R、2R、3R和4R时))(())(())((4433221144223311RRRRRRRRRRRRRRRRUU略去高阶微量后可得4433121222121)(RRRRRRRRRRRRUURRRRRRRRU43214（当4321RRRR时）上式代表电桥的输出电压与各臂电阻改变量的一般关系。在进行电测实验时，有时将粘贴在构件上的四个相同规格的应变片同时接入测量电桥，当构件受力后，设上述应变片感受到的应变分别为1、2、3、4相应的电阻改变量分别为1R、2R、3R和4R，应变仪的读数为ACDB1R3R2R4Ruu图5-24321d4KUU以上为全桥测量的读数，如果是半桥测量，则读数为21d半4KUU所谓半桥测量是将应变片3R和4R放入仪器内部，1R和2R测量片接入电桥，接入A、B和B、C组成半桥测量。五、理论和实验计算理论计算Z7,1WM、Z26,2IcM、Z15,3IcM、0462ZbhW、123ZbhJ实验值计算：E2R1D1RABC2D3D3R1R2R4RABC1D2D3D图5-3