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实验教材

偏心拉伸实验



一、实验目的

1.学习组合荷载作用下的内力素测定。

2.测定偏心拉伸试样的偏心距

二、设备及仪器

1.力学多功能实验台。

2YE2539程控应变仪。

3.偏心拉伸试件。

三、实验试样

实验采用低碳钢直杆试件,截面形状为矩形的偏心拉伸试件。试件的尺寸为:mmmm。低碳钢弹性模量MPa。试样及应变片的布片位置见图1

四、实验原理

试样偏心距为,承受偏心拉伸,因此横截面上即有轴力,又有弯矩,相应就有拉伸正应力和弯曲正应力作用。采用适当的布片和组桥,可以将组合荷载作用下各内力产生的应变成分分别单独测量出来,从而计算出相应的内力和应力,这就是所谓内力素测定。

为了测定偏心拉伸试样横截面上的应力分布,在试样中部分别粘贴5片应变片,另外在与试样同材料的补偿块上粘贴温度补偿片,用于组桥。根据力学分析可知,应变片均感受由拉伸和弯曲两种变形引起的应变,即

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 偏心拉伸试样

式中:分别为拉伸应变和弯曲应变的绝对值,为温度产生的应变。

若按图2的半桥组桥方式可以单独测出由弯曲产生的应变。图中应变仪内部固定电阻。应变仪读数为

按图3的全桥组桥方式可以单独测出由拉伸产生的应变。应变仪读数为

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

分别按23组桥,加初荷载后将应变仪平衡,荷载增加后,记录应变仪读数,取应变增量的平均值按虎克定律分别计算拉应力和弯曲应力的实测值。

按下两式分别计算拉应力和弯曲应力的理论值

式中:为抗弯截面模量; 为偏心距,为荷载增量。

偏心距

五、实验步骤

1.用游标卡尺测量试件中间的截面尺寸。

2.将试件正确地安装在实验台上。

3.设计组桥方案,桥路设计正确后,将应变片接入应变仪。

4.启动测试控制软件,设置测试参数。

5.按YE2539应变仪的操作方法把仪器调整到正常工作状态。

6.逐级缓慢加载,测试各点应变。

7.重复测试2次,以获得理想数据。

8.实验结束后,关闭所有仪器电源,清理场地。

9.根据实验记录进行有关计算。

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