1、P圖一實驗裝置簡圖中碳鋼矩形截面梁，；：s=360MPa,E=210GPa圖二實驗裝置圖25實驗一梁變形實驗(1)簡支梁實驗(2)懸臂梁實驗預習要求：1、 預習百分表的使用方法；2、 預習梁的撓度和轉角的理論公式。3、 設計本實驗所需數據記錄表格。4、 )簡支梁實驗一、實驗目的：1、簡支梁在跨度中點承受集中載荷P,測定梁最大撓度和支點處轉角，并與理論值比較；2、驗證位移互等定理；3、測定簡支梁跨度中點受載時的撓曲線(測量數據點不少于7個)。二、實驗設備：1、簡支梁及支座；2、百分表和磁性表座；3、砂碼、整碼盤和掛鉤;4、游標卡尺和鋼卷尺。三、試件及實驗裝置：四、實驗原理和方法:1、簡支梁在跨度

2、中點承受集中載荷P時，跨度中點處的撓度最大;2、梁小變形時，簡支梁某點處的轉角6tg(6)=5;a3、驗證位移互等定理：圖三位移互等定理示對于線彈性體,F2在Fl引起的(1)(2)Fl在52費遛將位移412上所作之功，等于位移421上所作之功，即:F1-12=F2-21若F1=F2,則有:°12=-:21上式說明：當F1與F2數值相等時，F2在點1沿F1方向引起的位移A12,等于F1在點2沿F2方向引起的位移A21o此定理稱為位移互等定理。為了盡可能減小實驗誤差，本實驗采用重復加載法，要求重復加載次數n>4取初載荷P0=(Q+1)Kgf(Q為整碼盤和整碼鉤的總重量)，AP=1.

3、5Kgf,為了防止加力點位置變動，在重復加載過程中，最好始終有0.5Kgf的整碼保留在整碼盤上。六、試驗結果處理1、取幾組實驗數據中最好的一組進行處理；2、計算最大撓度和支點處轉角的實驗值與理論值之間的誤差；3、驗證位移互等定理；4、在坐標紙上，在x餌坐標系下描出實驗點，然后擬合成光滑曲線。七、思考題：1、 若需測簡支梁跨度中任意截面處的轉角，其實驗裝置如何？2、 驗證位移互等定理時，是否可在梁上任選兩點進行測量？3、 在測定梁撓曲線時，如果要求百分表不能移動，能否測出撓度曲線？怎樣測？4、可否利用該實驗裝置測材料的彈性模量？26(2) 懸臂梁實驗一.實驗目的:利用貼有應變片的懸臂梁裝置，確定

4、金屬塊的質量二.實驗設備:2 .電阻應變儀；3 .整碼兩個，金屬塊一個，整碼盤和掛鉤4 .游標卡尺和鋼卷尺。三.實驗試件及裝置:中碳鋼矩形截面梁,屈服極限二=360MP彈性模量E=210GPalmg圖一實驗裝置示意圖4 .實驗原理和方法：細長梁受載時，AB截面上的最大彎曲正應變表達式為:maxMEWz(1)A-B截面上的彎矩的表達式為:(2)M=mgl為了盡可能減小距離l的測量誤差，實驗時，分別在1位置和2位置加載，測出A-B截面上的最大縱向正應變(見圖二)，它們的差為：As；max1二max2=mgI12EWz(3)27由式（3）導出金屬塊重量mg的計算公式為:E：；Wz/，、mg=(4)1

5、12在某一橫截面的上下表面A點和B點分別沿縱向粘貼電阻應變片。加載方案采用重復加載，要求重復加載次數n>4。AP=mg。/Rbzd圖二實驗測試示意圖5 .思考題：1 .如果要求只用梁的A點或B點上的電阻應變片，如何測量？2 .如果要求梁A點和B點上的電阻應變片同時使用，如何測量？3 .比較以上兩種方法，分析哪種方法實驗結果更精確？4 .如果懸臂梁因條件所限只能在自由端端點處安裝百分表，如何測得懸臂梁自由端受載時的撓曲線。（要求測量點不少于5點）28實驗二彎扭組合試驗預習要求:1 .復習材料力學彎扭組合變形及應力應變分析的有關章節；2 .分析彎扭組合變形的圓軸表面上一點的應力狀態；3 .推

6、導圓軸某一截面彎矩M的計算公式，確定測量彎矩M的實驗方案，并畫出組橋方式；4,推導圓軸某一截面扭矩T的計算公式，確定測量扭矩T的實驗方案，并畫出組橋方式；,實驗目的1. .用電測法測定平面應力狀態下一點處的主應力大小和主平面的方位角;2. 測定圓軸上貼有應變片截面上的彎矩和扭矩；3. 學習電阻應變花的應用。.實驗設備和儀器1. 微機控制電子萬能試驗機；2. 電阻應變儀；3. 游標卡尺。三.試驗試件及裝置彎扭組合實驗裝置如圖一所示。空心圓軸試件直徑D0=42mm,壁厚t=3mm,li=200mm,l2=240mm（如圖二所示）；中碳鋼材料屈服極限J=360MPa,彈性模量E=206GPa,泊松比

7、叱=0.28。29四.實驗原理和方法1、測定平面應力狀態下一點處的主應力大小和主平面的方位角；圓軸試件的一端固定，另一端通過一拐臂承受集中荷載P,圓軸處于彎扭組合變形狀態，某一截面上下表面微體的應力狀態如圖四和圖五所示。圖三應變花示意圖圖四圓軸上表面微體的應力狀態圖五圓軸下表面微體的應力狀態在圓軸某一橫截面A-B的上、下兩點貼三軸應變花（如圖三），使應變花的各應變片方向分別沿0。和±45。根據平面應變狀態應變分析公式：(Dz-zYyco2:一sir2：22可得到關于一、Yxy的三個線性方程組，解得:30x=-0°-yxy45°'；工5°-；0&#

8、176;_45°一-45°(2)由平面應變狀態的主應變及其方位角公式:tg：0；x-；y2x'yxy22(3)xyxy2(；x-；min)2(；max-；y)或tg2：xy(4)將式（2）分別代入式（3）和式（4）,即可得到主應變及其方位角的表達式。對于各向同性材料，應力應變關系滿足廣義虎克定律：E,7；1+二：2(5)J212由式（2）（5）,可得一點的主應力及其方位角的表達式為:二1E；45°；/5。.2E45°2+(%°/5°(6)'4次tg2二0二竺2-0°-；45°/5°

9、6;、名。和8°的測量可用045-451/4橋多點測量法同時測出（見圖六）Rj標準電限Ri標準電1圖六2、圓軸某一截面彎矩M的測量：故有:軸向應力5僅由彎矩M引起,MWz31根據廣義虎克定律，可得:1,、x=E(；x-y)又:由式（7）（9）得到:(8)(10)以某截面上應力最大的上點或下點作為測量點測出X方向應變片的應變值eo的測量可用1/4橋接法（見圖七），也可采用半橋接法（見圖八）圖七-標漁也隙Ri標準電建圖八M=EWz；x3、圓軸某一截面扭矩T的測量：切應力rx僅扭矩T引起，故有:(11)TWp根據廣義虎克定律，可得:二G（；-450450)(12)由式（11）、（12）可得

10、:(13)ET=GWp(j50-，450)=2(1.J)WP(J50-，450)（名350-,°）的測量可用半橋接法（見圖七），也可采用全橋接法（見圖八）32心一標準電fitKi標準電建圖七圖八為了盡可能減小實驗誤差，本實驗采用重復加載法。可參考如下加載方案:P0=500N,Pmax=1500N,AP=1000N,N=4。五、實驗步驟1 .設計實驗所需各類數據表格；2 .測量試件尺寸；測量三次，取其平均值作為實驗值。3 .擬定加載方案；4 .試驗機準備、試件安裝和儀器調整；5 .確定各項要求的組橋方式、接線和設置應變儀參數；6 .檢查及試車；檢查以上步驟完成情況，然后預加一定載荷，再

11、卸載至初載荷以下，以檢查試驗機及應變儀是否處于正常狀態。7 .進行試驗；將載荷加至初載荷，記下此時應變儀的讀數或將讀數清零。重復加載，每重復一次，記錄一次應變儀的讀數。實驗至少重復四次，如果數據穩定，重復性好即可。8 .數據通過后，卸載、關閉電源、拆線并整理所用設備。六、試驗結果處理1、將各類數據整理成表，并計算各測量值的平均值；2、計算實驗點的主應力大小和其方位角，并與理論值（按名義尺寸計算）進行比33二1二2tg2：0,2E一21均45°均2/均均、2一小二450'00-小：_45°2；00-"：450-屋：_45°3、計算圓軸上貼有應變片截

12、面上的彎矩;一一一一一一均lM=EWz-x4、計算圓軸上貼有應變片截面上的扭矩。：TE2(1).、均wp(-450-/；45°)5、將上述AM的計算值與APh的值進行比較，并分析其誤差;6、將上述AT的計算值與API的值進行比較，并分析其誤差;七、思考題如果要求一次加載同時測出作用在A-B截面上的彎矩和扭矩，如何實現34實驗三偏心拉伸實驗預習要求:4、預習構件在單向偏心拉伸時，橫截面上的內力分析；5、復習電測法的不同組橋方法；6、設計本實驗所需數據記錄表格。一、實驗目的1.測量試件在偏心拉伸時橫截面上的最大正應變©max；2,測定中碳鋼材料的彈性模量巳3.測定試件的偏心距e

13、;二、實驗設備與儀器1 .微機控制電子萬能試驗機;2 .電阻應變儀；3 .游標卡尺。三、試件_卜中碳鋼矩形截面試件，(如圖所示)。截面的名義尺寸為hXb=(7.0X30)mm2,<is=360MPa。圖一試件示意圖四、實驗原理和方法試件承受偏心拉伸載荷作用，偏心距為e。在試件某一截面兩側的a點和b點處分別沿試件縱向粘貼應變片Ra和Rb，則a點和b點的正應變為：£a=£p+£m+£t(1)bb=£p_£m+£t(2)式中：£p軸向拉伸應變Mm彎曲正應變£t溫度變化產生的應變有分析可知，橫截面上的最大正

14、應變為：&max=£p+£m根據單向拉伸虎克定律可知:35E=之試件偏心距e的表達式為:；mwzEe二P可以通過不同的組橋方式測出上式中的ep及eM,從而進一步求得彈性模量E、£max、最大正應力°'max和偏心距e。1、測最大正應變£max組橋方式見圖二。（1/4橋；2個通道）&max=£p+£m=（£p+£m+£t）一£t(6)2、測拉伸正應變&p全橋組橋法（備有兩個溫補片），組橋方式見圖三。1一、，、，-P=（-P-M't）-'t-

15、"t（'P-M't）2二=（；a-；t-；t；b）2將ep代入式（4）,即可求得材料的彈性模量E。3、測偏心矩e半橋組橋法，組橋方式見圖四1；M=二（；P；M；t）一（,一；M；t）2將em代入式（5）即得到試件的偏心距(8)e：圖四為了盡可能減小實驗誤差，實驗采用多次重復加載的方法。可參考如下加載方案：Po=6KN,Pmax=16KN,AP=10KN,N=4。五、實驗步驟361 .設計實驗所需各類數據表格；2 .測量試件尺寸；測量試件三個有效橫截面尺寸,取其平均值作為實驗值。3 .擬定加載方案；4 .試驗機準備、試件安裝和儀器調整；5 .確定各項要求的組橋方式、接線和設置應變儀參數；6 .檢查及試車；檢查以上步驟完成情況，然后預加一定載荷，再卸載至初載荷以下，以檢查試驗機及應變儀是否處于正常狀態。7 .進行試驗；將載荷加至初載荷，記下此時應變儀的讀數或將讀數清零。重復加載，每重復一次，記錄一次應變儀的讀數。實驗至少重復四次，如果數據穩定，重復性好即可。