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实验三 纯弯曲梁的正应力实验 一、目的与要求 1.用电测法测定纯弯曲梁弯曲时横截面各点的正应力大小和分布规律，验证纯弯曲梁的正应力计算公式。 2.测定泊松比 。 3.了解电测法的基本原理和力＆应变综合参数测试仪的操作方法。 当前第31页\共有80页\编于星期三\3点 二、实验设备和工具 1.XL3416型纯弯曲梁实验装置 2.XL2118C型力＆应变综合参 数测试仪 3.游标卡尺 纯弯曲梁实验装置 当前第32页\共有80页\编于星期三\3点 XL2118C型力＆应变综合参数测试仪 当前第33页\共有80页\编于星期三\3点 实验现场 当前第34页\共有80页\编于星期三\3点 三、实验原理 1. 验证纯弯曲梁的正应力计算公式 由梁的内力分析知，BC段的剪力为零，弯矩为一常量，因此梁的BC段为纯弯曲段。 在纯弯曲条件下，根据平面假设和纵向纤维间无正应力的假设，可得梁横截面上任一点的正应力计算公式为 当前第35页\共有80页\编于星期三\3点 为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度，平行于轴线贴有应变片，如图所示。 当前第36页\共有80页\编于星期三\3点 实验采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。加载采用增量法，即每增加等量的载荷△F，测出各点的应变增量 ，分别取各点应变增量的平均值 ， 依次求出各点的应变增量 ，将实测应力值与理论应力值 进行比较，以验证弯曲正应力公式。 2.测定泊松比 在梁的上边缘纵向应变片1附近，沿着梁的宽度粘贴一横向电阻应变片6，测出沿宽度方向的应变 ，利用公式 ，确定泊松比的数值。 当前第37页\共有80页\编于星期三\3点 四、实验步骤 1.设计好本实验所需的各类数据表格。 2.测量矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a及各应变片到中性层的距离 。 3.将实验装置上传感器的五芯航空插头连接到力＆应变综合参数测试仪背面的五芯航空插座上，插上电源，将开关置开，预热20分钟，并检查该装置是否处于正常实验状态。 4.输入传感器量程及灵敏度和应变片灵敏系数（一般首次使用时已调好，如实验项目及传感器没有改变，可不必重新设置）。 当前第38页\共有80页\编于星期三\3点 5.拟订加载方案。先选取适当的初载荷P0（一般取P0 =10％Pmax左右），估算Pmax，分4～6级加载。 6.分清各测点应变片引线，按实验要求接好线，调整好仪器和实验加载装置，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。 7.根据加载方案加载。首先在不加载的情况下将测力量和应变量调至零；然后均匀缓慢加载至初载荷P0，记下各点应变的初始读数；再分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。实验至少重复两次。 8.做完实验后，卸掉载荷，拆除接线，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，实验资料交指导教师检查签字。 当前第39页\共有80页\编于星期三\3点 五、实验结果处理 当前第40页\共有80页\编于星期三\3点 六、实验报告 当前第41页\共有80页\编于星期三\3点 当前第42页\共有80页\编于星期三\3点 当前第43页\共有80页\编于星期三\3点 实验与理论的应力分布曲线 当前第44页\共有80页\编于星期三\3点 七、思考题 1.若在梁的同一高度处沿轴线方向两面都贴有应变片，请考虑是否有其他接线方法，并在实验时应用。 2.影响实验结果准确性的主要因素是什么？ 3.弯曲正应力的大小是否受弹性模量E的影响？ 4.梁弯曲的正应力公式并未涉及材料的弹性模量E，而实测应力值的计算却用上了弹性模量E，为什么？ 5.实验时没有考虑梁的自重，会引起误差吗？为什么？ 当前第45页\共有80页\编于星期三\3点 一、电测法的基本原理概述 电测法的基本原理 当前第46页\共有80页\编于星期三\3点 XL 2118C型力应变综合参数测试仪系统原理示意图 当前第47页\共有80页\编于星期三\3点 电测法的优点 （1）灵敏度高，测量范围广。例如应变测量范围为±1-104μ应变，力或重力的测量范围为10-2-105N等。 （2）能进行静、动态测量，频响范围为0—±50KHZ。 （３）轻便灵活，适用于现场及野外等恶劣环境下进行测试。电阻应变片最小标距仅0.２mm。 （4）能在高、低温及高压液下等特殊条件下进行测量。 （5）便于与微机联结进行数据采集与处理，可广泛应用于生产管理的自动化及控制。 当前第48页\共有80页\编于星期三\3点 电测法的应用领域 直接应用于工业生产的现场实测与控制。 生产新产品前的模