材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(編輯修改稿)
2024-08-30 05:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (1) 一端鉸支，一端自由 (2) 一端鉸支，一端可側(cè)滑(3) 一端固定，一端可側(cè)滑 (4) 一端固定，一端自由(5) 一端彈性支撐，一端鉸支 (6) 一端彈性支撐，一端固定 (7) 一端彈性支撐，一端自由 (8) 一端彈性支撐，一端可側(cè)滑主要技術(shù)數(shù)據(jù)(1) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)重：(2) 外形尺寸：200200610mm(3) 最大載荷：2kN(4) 測(cè)力傳感器示值誤差：≤177。2％(5) 軸向位移測(cè)量誤差：≤177。(6) 臺(tái)體頂、底板中心偏離：≤177。1mm(7) 試件截面尺寸：202mm(8) 試件材料彈性模量：E＝206GPa(9) 試件初彎曲率（δ/l）：≤1/10000操作規(guī)程如下：(1) 將力傳感器接在測(cè)試儀的后面指定位置，并將百分表接在測(cè)試儀的應(yīng)變測(cè)量單元。(2) 在測(cè)試儀的測(cè)力功能模塊處設(shè)置力傳感器的最大量程和靈敏系數(shù)。(3) 在測(cè)試儀的應(yīng)變功能模塊處設(shè)置機(jī)械電子百分表的應(yīng)變靈敏系數(shù)。(4) 調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置的底腳螺母，使裝置處于水平固定位置。(5) 按照從下到上的順序，安裝好試驗(yàn)用彈性壓桿。(6) 順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)加載手輪給彈性壓桿加力，并記錄數(shù)據(jù)。 三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一：偏心拉伸變形實(shí)驗(yàn)（拉彎組合變形實(shí)驗(yàn)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?．測(cè)定偏心拉伸時(shí)最大正應(yīng)力，驗(yàn)證迭加原理的正確性。2．分別測(cè)定偏心拉伸時(shí)由軸力和彎矩所產(chǎn)生的應(yīng)力。3．測(cè)定偏心距e。4．測(cè)定彈性模量E。二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備與工具力＆應(yīng)變綜合參數(shù)測(cè)試儀、組合實(shí)驗(yàn)臺(tái)拉伸部件、梅花改刀、游標(biāo)卡尺、鋼板尺等。三、預(yù)習(xí)思考1．采用什么接橋方式可減小側(cè)向偏心彎矩的影響？2．實(shí)測(cè)中采用什么組橋方式測(cè)試精度最高？四、實(shí)驗(yàn)原理橫截面積為A0的偏心拉伸試件，如圖31所示，在外載荷作用下，其軸力FN=FP，彎矩M=FPe，其中e為偏心距?，F(xiàn)假設(shè)彈性模量E和偏心距e未知，需要實(shí)測(cè)。根據(jù)迭加原理，得橫截面上的應(yīng)力為單向應(yīng)力狀態(tài)，其理論計(jì)算公式為拉伸應(yīng)力和彎矩正應(yīng)力的代數(shù)和。即偏心拉伸試件及應(yīng)變片的布置方法如圖11，R1和R2分別為試件兩側(cè)上的兩個(gè)對(duì)稱點(diǎn)。則 式中：—軸力引起的拉伸應(yīng)變；—彎矩引起的最大應(yīng)變。圖31 偏心拉伸試件及布片圖根據(jù)橋路原理，采用不同的組橋方式，便可分別測(cè)出與軸向力及彎矩有關(guān)的應(yīng)變值和，則彈性模量E和偏心距e可按下式求得。 ， 最大正應(yīng)力和由軸力、彎矩分別產(chǎn)生的應(yīng)力也可方便求得。， ， 可直接采用半橋單臂方式測(cè)出R1和R2受力產(chǎn)生的應(yīng)變值ε1和ε2，然后計(jì)算出軸力引起的拉伸應(yīng)變和彎矩引起的應(yīng)變?chǔ)臡；也可采用鄰臂橋路接法測(cè)出彎矩引起的應(yīng)變?chǔ)臡，（采用此接橋方式不需溫度補(bǔ)償片，測(cè)量精度為2倍，接線如圖3－2（a））；采用對(duì)臂橋路接法可直接測(cè)出軸向力引起的應(yīng)變，（采用此接橋方式需加溫度補(bǔ)償片，測(cè)量精度為2倍，接線如圖32（b））。圖32 接線圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1．測(cè)量試件尺寸。在試件標(biāo)距范圍內(nèi)，測(cè)量試件三個(gè)橫截面尺寸，取三處橫截面面積的平均值作為試件的橫截面面積A0。附表312．?dāng)M訂加載方案。先選取適當(dāng)?shù)某踺d荷F0（一般取F0 =10% Fmax左右），估算Fmax（該實(shí)驗(yàn)載荷范圍Pmax≤5000N），分4～6級(jí)加載。3．根據(jù)加載方案，調(diào)整好實(shí)驗(yàn)加載裝置。4．按實(shí)驗(yàn)要求接好線，調(diào)整好儀器，檢查整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。5. 加載。均勻緩慢加載至初載荷F0，記下各點(diǎn)應(yīng)變的初始讀數(shù)；然后分級(jí)等增量加載，每增加一級(jí)載荷，依次記錄應(yīng)變值和εM，直到最終載荷。（附表32，半橋單臂測(cè)量E、e數(shù)據(jù)表格；附表3對(duì)臂橋路測(cè)量數(shù)據(jù)表格；附表34，鄰臂橋路測(cè)量數(shù)據(jù)表格。）6．作完實(shí)驗(yàn)后，卸掉載荷，關(guān)閉電源，整理好所用儀器設(shè)備，清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，將所用儀器設(shè)備復(fù)原，實(shí)驗(yàn)資料交指導(dǎo)教師檢查簽字。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 1．求實(shí)測(cè)彈性模量E ， 2．求實(shí)測(cè)偏心距e， 3．應(yīng)力計(jì)算（用已知的E、e）理論值 實(shí)驗(yàn)值（、見表38和表39）， 表31 偏心拉伸試件相關(guān)數(shù)據(jù)試 件厚度h（mm）寬度b（mm）橫截面面積A0=bh（mm2）截面尺寸已知：彈性模量 E = 210 GPa，泊松比 n= ，偏心距 e= 10 mm 表32 半橋單臂(1/4橋)測(cè)量彈性模量E、偏心距e載荷（N）FP1000200030004000應(yīng) 變 讀 數(shù) /meε1△ε1平均值ε2△ε2平均值軸力應(yīng)變彎曲應(yīng)變實(shí)測(cè)
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