纯弯曲实验报告记录
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《材料力学》课程实验报告纸
实验二：梁的纯弯曲正应力试验
一、实验目的
1、测定矩形截面梁在只受弯矩作用的条件下，
横截面上正应力的大小随高度变化的分布规律，并与理论值进行比较，以验证平面假设的正确性，即横截面上正应力的大小沿高度线性分布。
2、学习多点静态应变测量方法。
二：实验仪器与设备:
①贴有电阻应变片的矩形截面钢梁实验装置
1台
②D H3818静态应变测试仪
1件
三、实验原理
（1）受力图
主梁材料为钢梁，矩形截面，弹性模量
E=210GPa,高度h=40.0mm，宽度b=15.2mm。旋动转轮进行加载，压力器借助于下面辅助梁和拉杆（对称分布）的传递，分解为大小相等的两个集中力分别作用于主梁的C、D截面。对主梁进行受力分析，得到其受力简图，如图1所示。
（2）内力图
分析主梁的受力特点，进行求解并画出其内力图，我们得到CD段上的剪力为零，而弯矩则为常值，因此主梁的CD段按理论描述，处于纯弯曲状态。主梁的内力简图，如图2所示。
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（3）弯曲变形效果图（纵向剖面）
（4）理论正应力
根据矩形截面梁受纯弯矩作用时，对其变形效果所作的平面假设，即横截面上只有正应力，而没有切应力（或0=τ），得到主梁纯弯曲CD段横截面上任一高度处正应力的理论计算公式为
z i
i I y
M
=
理论
σ
其中，M为CD段的截面弯矩（常值），z I为惯性矩，i y为所求点至中性轴的距离。
（5）实测正应力
测量时，在主梁的纯弯曲CD段上取5个不同的等分高度处（1、2、3、4、5），沿着与梁的纵向轴线平行的方向粘贴5个电阻应变片，如图4所示。
在矩形截面梁上粘贴上如图5.3所示的2组电阻应变片，应变片1－5分别贴在横力弯曲区，6－10贴在纯弯曲区，同一组应变片之间的间隔距离相等。
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根据应变电测法的基本原理，电阻应变片粘贴到被测构件表面，构件在受到外载荷作用，发生变形，应变片因感受测点的应变，而同步发生变形，从而自身的电阻发生变化。电阻应变仪通过设定的桥接电路的测量原理，将应变片的电阻变化转换成电信号（物理信号转换成电信号），最后通过应变仪内部自带的存储器和计算器（具有设定的程序计算公式），进行反馈计算输出应变值。
根据矩形截面梁纯弯曲时变形的平面假设，即所有与纵向轴线平行的纤维层都处于轴向拉伸或压缩。所以横截面上各点均处于单向受力状态，应用轴向拉伸时的胡克定律，即可通过实际测定各点的应变值，从而计算出不同高度处相应
123
459106
8
7补偿片
h
b
P
a x
y
c
a
的正应力实验值，我们有 实测
实测i i E εσ=
这里，i 表示测量点，E 为材料弹性模量，实测
i ε为
实测应变。
有关的参数记录
梁截面b =15.2(mm)，h =40.0(mm)
力臂a =150.0(mm)，横力弯曲贴片位置c =75.0(mm) 贴片位置
16
,y y
27
,y y
38
,y y
49
,y y
50
,y y
/2h - /4h -
/4h /2h
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（6）误差分析
两者误差
%
100?=
理论
理论
－实测i
i i i e σσσ
四、试样的制备
由教师完成。
五、实验步骤
1、开始在未加载荷的时候校准仪器。
2、逆时针旋转实验架前端的加载手轮施加载荷。加载方案采用等量加载法，大约500N 为一个量级，从0N 开始，每增加一级载荷，逐点测量各点的应变值。加到最大载荷2000N ；每次读数完毕后记录数据。
3、按照上述步骤完成了第一遍测试后卸掉荷载再来一遍。
4、整理实验器材，完成实验数据记录。
六：实验数据与数据处理：
载荷
节点应
变（-610）-500N/-
503N
-996N/-1
003N
-1498N/-1
497N
-1994/-2
000N
1 -6
2 -114 -166 -212
-56 -110 -158 -210 平均
值
-59 -112 -162 -211 2 -26 -50 -76 -98
-24 -48 -72 -100 平均
值
-25 -49 -74 -99 3 0 2 2 4
0 2 2 0 平均
值
0 2 2 2 4 28 54 78 104
24 54 76 102 平均
值
26 54 77 103 5 56 106 156 202
52 106 152 202 平均54 106 154 202