等強度梁電測試驗設計試驗報告

等強度梁電測試驗設計試驗報告

一、實驗目的和要求

1、通過試驗設計驗證給定試樣為等強度梁。2、試樣不能被破壞，即進入屈服。二、試驗設備和儀器

1、微機控制電子萬能試驗機、靜態(tài)電阻應變儀。2、數(shù)字萬用表。3、游標卡尺，電烙鐵等。

三、實驗原理和方法

圖3-1理論計算示意圖

1、等強度梁定義：為了使受彎梁截面的彎曲正應力相同，即隨著彎矩的改變，對應的改變截面尺寸，以保持梁的應力的不變。

2、以懸挑梁為例，以上圖試樣為試件，進行理論以及試驗驗證試樣為等強度梁。3、建立如圖所示笛卡爾坐標系，對試樣進行分析：由錯誤！未找到引用源。,若需使得強度相同，必定有錯誤！未找到引用源。為一常數(shù)值。

有：錯誤！未找到引用源。

使得;錯誤！未找到引用源。與b線性相關，恰好懸臂梁的彎矩與其自由端的距離成正比，使b為變量，即可驗證試樣為等強度梁。

在l區(qū)段驗證有：

而錯誤！未找到引用源。

與x無關，則必定有：錯誤！未找到引用源。

此時:錯誤！未找到引用源。與x無關，則按照此理論設計實驗方案，驗證試樣為等強度梁。

四、實驗步驟

1、依據(jù)試驗理論，測量出試樣的截面參數(shù)，并假定鋼材為Q235，屈服強度為錯誤！未找到引用源。，確定加載方案，并在電子萬能試驗機上編輯實驗方案。2、在試樣上粘貼電阻應變片，并焊接好接線。具體電阻應變片的粘貼位置如圖所示：

3、在試驗機上裝夾試樣，按照1/4橋接線法接線。試樣的裝夾如下圖所示：

4、運行試驗方案，記錄實驗數(shù)據(jù)

5、卸下試樣，還原實驗儀器，整理現(xiàn)場。五、實驗注意事項

1、裝夾是注意兩個試樣必須基本等高，加載點亦須一樣，以保證受力均衡。六、實驗數(shù)據(jù)及處理結果試驗數(shù)據(jù)測量以及處理如下：

截面尺寸(mm)b1b2b3b4h14.4020.0428.2041.809.32表6-1截面尺寸測量表加載點距短邊距離a(mm)108.88表6-2a值計算表

截面位置1234

2F400400400400F201*00201*00b14.40h9.32x108.88104.45152.48105.11214.56105.78289.24108.5820.049.3228.209.3236.809.32表6-3試驗數(shù)據(jù)理論值表

力（N)作用力（N)應變片1應變片2應變片3應變片85201*4032540042.51001201*2.5200-115-216-321-416-505112217325420501-108-209-323-405-501110213305410504表6-4試驗數(shù)據(jù)應變表

對于F=200N時，E=錯誤！未找到引用源。10N/mm2,計算出應變片1、2、3、4的應力分別為3=-505*210=-106.05N/mm2,4=501*210=105.21N/mm2,

5=501*210=105.21N/mm2,6=503*210=105.84N/mm2

理論值截面位置截面1截面2104.45105.11負變片-106.05-105.21正應變105.21105.84實測值表6-5試驗數(shù)據(jù)結果比較

結果分析：

通過表6-3，6-4理論值與實測值在每個截面的比較和表6-5同一截面理論值與實測值不同截面的比較均可驗證為等強度梁。七、試驗總結與思考

1、由試驗可以看出，等強度梁的各個截面的最大應力相同，可以看出梁是等強度梁。

2、試驗存在一定的誤差，出現(xiàn)誤差的原因主要有：應變片粘貼的位置不是特別準，加載時，兩個等強度梁的高度有一定的差距。

擴展閱讀：等強度等截面梁彎曲實驗報告

等強度等截面梁彎曲實驗報告

實驗目的：

1、了解電阻應變片的原理和靜態(tài)電阻應變儀的工作原理。2、初步掌握利用電阻應變片和靜態(tài)電阻應變儀測定指定點應變的方法（即電測法）。

3、利用電測法測定等強度矩形截面梁橫截面上的最大正應力及泊松比。

4、驗證橫截面上最大正應力的計算公式及泊松比。實驗設備：

電阻應變片、等強度矩形截面梁、靜態(tài)電阻應變儀。

實驗原理：

1、電阻應變片的原理

1）、電阻應變片工作原理是基于金屬導體的應變效應，即金屬導體在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值隨著所受機械變形(伸長或縮短)的變化而發(fā)生變化象。2）、當試件受力在該處沿電阻絲方向發(fā)生變形時，電阻絲也隨著一起變形（伸長或縮短），因而使電阻絲的電阻發(fā)生改變（增大或縮�。�。2、靜態(tài)電阻應變儀工作原理電阻應變儀是將電阻變化轉換為電壓（或電流）的變化，并進行放大，然后轉換成應變數(shù)值的電子儀器。電阻變化轉換成電壓（或電流）信號主要是通過應變電橋(惠斯頓電橋)來實現(xiàn)的。3、等強度矩形截面梁

設梁的長度為l，高度為h，固定端寬度為b，在梁的右端加一集中力，若各橫截面上的最大正應力相等，則：Fx/(yh2/6)=Fl/(bh2/6)于是：y=bx/l

故等強度矩形截面梁的上下表面應該是如上圖的三角形。

實驗步驟：1、主要參數(shù)

1）、梁：Q235鋼，E=210GPa，l=300mm，h=5mm，b=50mm，x1=60mm，x2=180mm。

2）、荷載：每個砝碼10N，砝碼托盤1.3N。2、進行實驗

1）、粘貼應變片：可分別在梁的上下表面各處沿軸向和橫向粘貼應變片（不做）。2）、調試梁的位置：旋轉臺座底部的旋鈕，使梁的上表面大致水平。

3）、將工作應變片和溫度補償片接入應變儀，接通電源并調好應變儀：

（1）、接線

儀器后面板有十組端子，叫十個通道，每個端子測一個點，每個端子有5個接線孔：

ABCDE

應變儀的第一個端子接補償片：

A，B兩端接應變片，D，E兩端用導線短路應變儀的第二三四五個端子接工作片：

各端子的A，B兩端接應變片，D，E兩端用導線短路接線方法：先用螺絲刀松開孔上的螺釘，將導線插入下方的小孔，然后用螺絲刀上緊螺釘，將導線固定。

（2）、應變儀的設置：按設置鍵

S1：查看某次記錄數(shù)據(jù)

S2：是否刪除以前記錄的數(shù)據(jù)，按自動鍵，調整為1（刪除）

S3：需要記錄數(shù)據(jù)的第一點的編號，按自動鍵，調整為01或02（各組根據(jù)各自情況調整）

S4：需要記錄數(shù)據(jù)的最后點的編號，按自動鍵，調整為04或05（各組根據(jù)各自情況調整）

S5：應變片的K值，按平衡鍵和自動鍵，調整為2.14S6：是否設有補償，按自動鍵，調整為0按復位鍵，在按平衡鍵

3、加載：掛上砝碼托盤，按手動鍵記下各點的應變值，再分四次加砝碼，記每次各點的應變值。注意：加砝碼時要慢慢放手，以保證加的是靜荷載。

4、數(shù)據(jù)的記錄和處理

應變實驗值

軸向應力、橫向應變和泊松比的理論值

軸向應力、橫向應變和泊松比的實驗值及誤差

其中，應力的實驗值由Δб=EΔε計算，理論值由Δб=ΔFx/(yh2/6)計算，泊松比由μ=-Δε橫/Δε軸計算。

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