由兩種不同材料組成的膠接疊梁彎曲實驗實驗指導目的測定由兩種不同材料組成的膠接疊梁正應力分布規律。由實驗結果探索膠接疊梁的彎曲正應力計算公式并和實驗結果作比較。實驗裝置、設備和疊梁應變計布置圖疊梁應變計布片位置見下圖，有關截面尺寸均已標注于梁上。h1=hh1=h2WYS-1彎曲實驗臺架。數字電阻應變儀。加載方案按ΔP=800N，Pmax=4000N分五級加載分別測各點應變。數據分析實驗要求學生按上述加載方案分別測出各測點應變，然后計算ΔP=800N時，各測點的增量應變Δεi，對于2、3、4、5、6、7測點應取前后應變的平均值，例，用坐標紙按比例繪制實測應變ε（或Δε），應力σ（或Δσ）沿梁高分布圖，實驗數據及理論計算結果應用表格表示。根據分布圖可直接求出實驗梁中性軸的位置。進行理論探討，求出應力沿兩種材料分布的解析表達式（包括中性軸位置的計算公式）。把解析解的結果與實測值比較，計算1，2（2′），7（7′），8四點的誤差和中性軸理論值和實測值的誤差（誤差較大時應討論其原因或對解析解進行修正）。實驗總結或體會。專業：專業：土木工程姓名：學號：日期：實驗名稱：膠結疊合梁的彎曲正應力實驗指導老師：一、實驗目的和要求測定由兩種不同材料組成的膠接疊梁正應力分布規律。由實驗結果探索膠接疊梁的彎曲正應力計算公式并和實驗結果作比較。實驗內容和原理本次實驗為膠結疊合梁的內應力測試探索其受外力矩作用時的規律。兩梁的內力分析及中性軸的位置分析：兩梁為膠結拼貼而成，在相接面，有兩梁的曲率相同，故曲率半徑相同，設上梁為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，設中性軸在交合面的上方yc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)主要儀器設備實驗材料如圖所示，疊合梁的中間部分前后貼14枚應變片，尺寸和材料的一些力學參數如圖WYS-1彎曲實驗臺架。數字電阻應變儀。四、實驗結果與分析實驗數據：b=h1=h2=20mm；l=600mm；a=200mm；Ea=77GPa；Es=202GPa；k=2.1采集應變片讀數(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，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，各點所在中截面的平均線應變差值△：鋁鋼23415678平均△ε-69.9-46.3-23.2-89.6-1015.835.158.9平均線應變差值△ε在等差值外力△F=500N和梁高的關系：平均線應力△σ在等差值外力△F=500N和梁高的關系：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；所測點中，鋁梁的σmax=-1.8MPa，σmin=-6.9Mpa；鋼梁的σmax=11.9Mpa，σmin=-2MPa其余各點所得數據如圖所示理論計算值：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%；各點理論內應力值和觀測值的比較：（單位：MPa）點號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號數據由于儀器問題使得誤差極大，故刪去此數據不用五、討論、心得本次實驗為創新實驗，通過對材料力學的學習，在理論上的推導得出了膠結疊合梁的內應力計算公式以及中性軸等等的力學特征。實驗中我們以測了多組數據，開始因為用一臺應變儀測兩不同材料的應變而出現錯誤，導致數據不可用。后幾次