等強(qiáng)度梁試驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、認(rèn)識(shí)和熟悉等強(qiáng)度梁的概念和力學(xué)特點(diǎn)。、測(cè)定等強(qiáng)度梁上已粘貼應(yīng)變片處的應(yīng)變，驗(yàn)證等強(qiáng)度梁各橫截面上應(yīng)變（應(yīng)力）相等。、通過(guò)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，尋找試驗(yàn)需要的儀器設(shè)備，增強(qiáng)自己的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。、游標(biāo)卡尺、鋼尺。三、實(shí)驗(yàn)原理為了使各個(gè)截面的彎曲應(yīng)力相同,則應(yīng)隨著彎矩的大小相應(yīng)地改變截面尺寸 ,以保持相同強(qiáng)度的梁,這種梁稱為等強(qiáng)度梁。其原理為：等強(qiáng)度梁如圖所示，懸臂上加一外載荷 F，距加載點(diǎn)x處的截面的力矩 M=Fx,相應(yīng)斷面上的最大應(yīng)力為Fxh/2bh3Fxh/26FxII故bh212bh312其中，F(xiàn)為懸臂端上的外荷載，x為應(yīng)變片重點(diǎn)距離加載點(diǎn)的距離，b為試件的寬度，h為試件的厚度，I為截面慣性矩。所謂的等強(qiáng)度，就是指各個(gè)斷面在力的作用下應(yīng)力相等，即σ不變，顯然，當(dāng)梁的厚度h不變時(shí)，梁的寬度必須隨 x的變化而不停的變化。根據(jù) E ，等強(qiáng)度梁應(yīng)力相等就相應(yīng)的轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變相等。梁的彈性模量 E=200Gpa，=0.28。本次試驗(yàn)通過(guò)靜態(tài)應(yīng)變儀測(cè)量各個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變的大小驗(yàn)證梁為等強(qiáng)度梁。在梁的正反面對(duì)稱布置了8個(gè)應(yīng)變片。力的加載通過(guò)電子 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)施加。試驗(yàn)裝置見(jiàn)下圖：四、實(shí)驗(yàn)步驟1、試件準(zhǔn)備。按照黏貼應(yīng)變片和等強(qiáng)度梁試 驗(yàn)的要求，黏貼好應(yīng)變片。接著測(cè)量試件尺寸，以及 各個(gè)測(cè)點(diǎn)到加載點(diǎn)的距離。2、接通應(yīng)變儀電源，將等強(qiáng)度梁上所測(cè)各點(diǎn) 的應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償片按 1/4橋接線法接通應(yīng)變儀， 并調(diào)整好所用儀器設(shè)備。3、試驗(yàn)加載。編制試驗(yàn)方案，開(kāi)始試驗(yàn)，記錄相應(yīng)的應(yīng)變數(shù)據(jù)。5、完成全部試驗(yàn)后，卸除荷載，關(guān)閉儀器設(shè)備電源。整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理表1：原始尺寸表格（mm）b1 b2 b3 b4（mm）14.420.329.039.8044214.420.329.039.8h=11.6814.4018.34729.0439.832626E=200GPa14.320.329.039.88462X1=X5=40.04 X2=X6=100.04 X3=X7=160.04 X4=X8=220.04表2：試驗(yàn)測(cè)量應(yīng)變數(shù)據(jù)1測(cè)2測(cè)點(diǎn) 3測(cè)點(diǎn) 4測(cè)點(diǎn) 5測(cè)點(diǎn) 6測(cè)點(diǎn) 7測(cè)點(diǎn) 8測(cè)點(diǎn)點(diǎn)F1通道2通道3通道4通道5通道6通道9通道10通道50N30316464-29-62-63-66100N5794130129-65-132-132-137150N 88 156 198 197 -98 -197 -198 -205200N 116 218 265 263 -135 -265 -264 -272250N 147 283 333 328 -167 -331 -329 -337300N 175 346 347 393 -198 -393 -393 -402350N 205 411 463 459 -232 -456 -457 -467400N 232 476 526 522 -264 -521 -522 531由于剛開(kāi)始準(zhǔn)備試驗(yàn)時(shí)沒(méi)能正確理清試驗(yàn)方案，第 1、5測(cè)點(diǎn)并沒(méi)有貼在截面變化處，根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果也可以知道，測(cè)量得到的應(yīng)變偏小，故舍去第 1、5測(cè)點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。表3：各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變理論值2測(cè)點(diǎn) 3測(cè)點(diǎn) 4測(cè)點(diǎn) 6測(cè)點(diǎn) 7測(cè)點(diǎn) 8測(cè)點(diǎn)F 2通道 3通道 4通道 6通道 9通道 10通道50N 59.98 59.87 60.75 -59.98 -59.87 -60.75100N119.96119.74121.5-119.96-119.74-121.5150N179.94179.61182.25-179.94-179.61-182.25200N239.92239.48243-239.92-239.48-243250N299.9299.35303.75-299.9-299.35-303.75300N359.88359.22364.5-359.88-359.22-364.5350N419.86419.09425.25-419.86-419.09-425.25400N479.84478.96486-479.84-478.96-486表4：各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變相對(duì)誤差2測(cè)點(diǎn)3測(cè)點(diǎn)4測(cè)點(diǎn)6測(cè)點(diǎn)7測(cè)點(diǎn)8測(cè)點(diǎn)F2通道3通道4通道6通道9通道10通道50N-48.32%6.90%5.35%3.37%5.23%8.64%100N-21.64%8.57%6.17%10.04%10.24%12.76%150N -13.30% 10.24% 8.09% 9.48% 10.24% 12.48%200N -9.14% 10.66% 8.23% 10.45% 10.24% 11.93%250N -5.64% 11.24% 7.98% 10.37% 9.90% 10.95%300N -3.86% -3.40% 7.82% 9.20% 9.40% 10.29%350N -2.11% 10.48% 7.94% 8.61% 9.05% 9.82%400N -0.80% 9.82% 7.41% 8.58% 8.99% 9.26%對(duì)根據(jù)表2、3、4可知：1、根據(jù)表2可知，測(cè)點(diǎn)1、5的數(shù)據(jù)因?yàn)檎辰Y(jié)在非變截面處，所以數(shù)據(jù)明顯相對(duì)其他通道偏小，故不采用。同時(shí)，測(cè)點(diǎn) 2相對(duì)其他測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)較小，原因可能是應(yīng)變片貼歪了導(dǎo)致出現(xiàn)了問(wèn)題。2、根據(jù)表4可知，理論值和試驗(yàn)值的相對(duì)誤差總體偏小，除了測(cè)點(diǎn) 2以外，其他測(cè)點(diǎn)的相對(duì)誤差都保證在 13%以內(nèi)，故可以驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)采用的梁為等強(qiáng)度梁。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、粘結(jié)應(yīng)變片之前未能充分理解等強(qiáng)度梁實(shí)驗(yàn)的原理， 導(dǎo)致兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變片未能發(fā)揮作用，做了無(wú)用功