材料力学弯曲正应力实验报告答案

成绩 批阅 日期 台州学院

机械工程学院实验报告

班级 学号 姓名

实验课程： 材料力学

实验项目： 纯弯曲梁的正应力实验

实验日期： 年 月 日

实验三 纯弯曲梁的正应力实验

实验地点： 实验日期： 报 告 人： 指导教师： 室 温： 小组成员：

一、实验目的：

二、实验设备及仪器

三、绘制电测梁的弯曲实验装置简图和弯矩图

四、梁的基本参数及电阻应变片规格

1) 实验梁尺寸及参数

表3－1 实验梁相关数据 应变片至中性层距离（mm） 梁的尺寸和有关参数 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 1

宽

实验需要

姓名： 班级： 学号：

实验报告

纯弯曲梁的正应力实验

一、实验目的：

1.测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律 2.验证纯弯曲梁的正应力公式 二、实验设备及工具：

1.材料力学多功能试验台中的纯弯曲梁实验装置 2.数字测力仪、电阻应变仪 三、实验原理及方法：

在纯弯曲条件下，根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，可得到梁横截面上任意一点的正应力，计算公式：

σ=My/Iz

为测量梁横截面上的正应力分布规律，在梁的弯曲段沿梁侧面不同高度，平行于轴线贴有应变片。贴法：中性层一片，中性层上下1/4梁高处各一片，梁上下两侧各一片，共计五片。

采用增量法加载，每增加等量荷载△P（500N）测出各点的应变增量△ε，求的各点应变增量的平均值△ε求出应力增量：

σ实i=Eε实i

将实验应力值与理论应力值进行比较，已验证弯曲正应

实i

，从而

实验需要

力公式。 四、原始数据：

五、实验步骤：

1.打开应变仪、测力仪电源开关

2. 连接应变仪上电桥的连线，确定第一测点到第五测点在电桥通道上的序号。

3. 检查测力仪，选择力值加载单位N或kg，按动按键直至显示N上的红灯亮起。按清零键，使测力计显示零。

4.应变仪调零。按下“自动平衡”键，使应变仪显示为零。

4-1(4-1) 试求图示各梁中指定截面上的剪力和弯矩。 解：（a）

b）

c）

（ （

（d）

=

（e）

f）

（（g）

（h）

=

返回

4-2(4-2) 试写出下列各梁的剪力方程和弯矩方程，并作剪力图和弯矩图。 解：（a）

（b）

时

时

（c）

时

时

（d）

（e）

时，

返回

4-7(4-15) 试作图示刚架的剪力图、弯矩图和轴力图。

返回

4-8(4-18) 圆弧形曲杆受力如图所示。已知曲杆轴线的半径为R，试写出任意横截面C上剪力、弯矩和轴力的表达式（表示成 角的函数），并作曲杆的剪力图、弯矩图和轴力图。

解：（a）

（b）

返回

4-9(4-19) 图示吊车梁，吊车的每个轮子对梁的作用力都是F，试问： （1）吊车在什么位置时，梁内的弯矩最大？最大弯矩等于多少？

（2）吊车在什么位置时，梁的支座反力最大？最大支反力和最大剪力各等于多少？

解：梁的弯矩最大值发生在某一集中荷载作用处。

，得：

当 时，

当M极大时： ，

则 ，故，

故 为梁内发生最大弯矩的截面

故：

=

返回

4-10(4-21) 长度

4-1(4-1) 试求图示各梁中指定截面上的剪力和弯矩。 解：（a）

b）

c）

（ （

（d）

=

（e）

f）

（（g）

（h）

=

返回

4-2(4-2) 试写出下列各梁的剪力方程和弯矩方程，并作剪力图和弯矩图。 解：（a）

（b）

时

时

（c）

时

时

（d）

（e）

时，

时，

（f）AB段：

BC段：

（g）AB段内：

BC段内：

（h）AB段内：

返回

4-3(4-3) 试利用荷载集度、剪力和弯矩间的微分关系作下列各梁的剪力图和弯矩图。

BC段内：

CD段内：

返回

4-4(4-4) 试作下列具有中间铰的梁的剪力图和弯矩图。

返回

4-5(4-6) 已知简支梁的剪力图如图所示。试作梁的弯矩图和荷载图。已知梁上没有集中力偶作用。 返回

4-6(4-7) 试根据图示简支梁的弯矩图作出梁的剪力图与荷载图。

返回

4-7(4-15) 试作图示刚架的剪力图、弯矩图和轴力图。

返回

4-8(4-18) 圆弧

4-1(4-1) 试求图示各梁中指定截面上的剪力和弯矩。 解：（a）

b）

c）

（ （

（d）

=

（e）

f）

（（g）

（h）

=

返回

4-2(4-2) 试写出下列各梁的剪力方程和弯矩方程，并作剪力图和弯矩图。 解：（a）

（b）

时

时

（c）

时

时

（d）

（e）

时，

时，

（f）AB段：

BC段：

（g）AB段内：

BC段内：

（h）AB段内：

返回

4-3(4-3) 试利用荷载集度、剪力和弯矩间的微分关系作下列各梁的剪力图和弯矩图。

BC段内：

CD段内：

返回

4-4(4-4) 试作下列具有中间铰的梁的剪力图和弯矩图。

返回

4-5(4-6) 已知简支梁的剪力图如图所示。试作梁的弯矩图和荷载图。已知梁上没有集中力偶作用。 返回

4-6(4-7) 试根据图示简支梁的弯矩图作出梁的剪力图与荷载图。

返回

4-7(4-15) 试作图示刚架的剪力图、弯矩图和轴力图。

返回

4-8(4-18) 圆弧

梁弯曲正应力测定

一、实验目的

1.用电测法测定直梁纯弯曲时的正应力分布，并与理论计算结果进行比较，以验证弯曲正应力公式。

2.了解电阻应变测量的原理，初步掌握静态电阻应变仪的使用方法。

二、实验设备名称及型号

1.WSG-80型纯弯曲正应力试验台。 2.YE2538A程控静态应变仪。 3.应变片、导线、接线端子等。

三、实验原理

1.试样的制备：用矩形截面钢梁，在其横截面高度上等距离地沿梁的轴线方向粘贴5枚电阻应变片。

2.弯曲正应力的测量原理：梁纯弯曲时，横截面上的正应力σ在理论上沿梁的高度成线性分布，其计算公式为

??M?yIz

式中，?的单位为MPa；

M为梁横截面上的弯矩，单位为N·mm；

y为应力?所在的点到中性轴的距离，单位为mm； Iz为横截面对中性轴z的面积二次矩，单位为mm4。

面积二次矩对于矩形截面按下式计算

Iz?bh312

式中，b为梁横截面的宽度，单位为mm；

h为梁横截面的高度，单位为mm。

令使载荷P对称地加在矩形截面直梁上（如图4-1所示）。这时，梁的中段将产生纯弯曲。若载荷每增加一级?p（用增量法），则可由电阻应变仪测出梁中段所贴应变片各点的纵向应变增量??，根据虎克定律求出各点实测正应力增量?实?E??

材料力学实验报告

评分标准 拉伸实验报告

一、实验目的（1分）

1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。 2. 测定铸铁的强度极限σb。

3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（P－ΔL曲线）。

4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。

二、实验设备（1分）

机器型号名称电子万能试验机

测量尺寸的量具名称游标卡尺 精度 0.02 mm

三、实验数据 （2分）

实 验 前 实试验件材规测量料 格 部位 各部位的 沿两正交方向测得的数值 平均值 最小 平均值 截面尺寸d0 (mm) 截面 面积 计算 长度 L0 (mm) 沿两正交方向测得的数值 实 验 后 断口截面尺寸（mm） 平 均 值 截 面 面 积 断后长度 屈 服 载 荷 最大载荷PbA0 (mm2) Ps(N)d0 d1A1 (mm) 2L1(mm) (N) 1 低碳钢 中 2 下 1 1 上 2 2 10mm 左右 1 78.5 24 左右 2343KKN N左左右 右 2 1 上 2 铸铁 1 中

弯曲应力

1. 圆形截面简支梁A、B套成，A、B层间不计摩擦，材料的弹性模量EB?2EA。求在外力偶矩Me作用下，A、B中最大

MeMe2ddlBA?Amax有4个答案： ?Bmin1111(A)； (B)； (C)； (D)。

64108正应力的比值答：B

2. 矩形截面纯弯梁，材料的抗拉弹性模量Et大于材料的抗压弹性模量Ec，则正应力在截面上的分布图有以下4种答案：

M(A)(B)(C)(D)答：C

3. 将厚度为2 mm的钢板尺与一曲面密实接触，已知测得钢

1尺点A处的应变为?，则该曲面在点A处的曲率半径

1000为 mm。 答：999 mm

4. 边长为a的正方形截面梁，按图示两种不同形式放置，在相同弯矩作用下，两者最大

(?)正应力之比maxa? 。

(?max)b答：1/2

2 mmA?Oaaz(a)(b)yth/2tzh/2tbz5. 一工字截面梁，截面尺寸如图，h?b, b?10t。试证明，此梁上,下翼缘承担的弯矩约为截面上总弯矩的88%。

BMy2MMt4, M1??y(ybdy)?1 820?证：?? IzIz?A3IzM1t41?1 820???88% Iz?6

弯曲应力

1. 圆形截面简支梁A、B套成，A、B层间不计摩擦，材料的弹性模量EB?2EA。求在外力偶矩Me作用下，A、B中最大

MeMe2ddlBA?Amax有4个答案： ?Bmin1111(A)； (B)； (C)； (D)。

64108正应力的比值答：B

2. 矩形截面纯弯梁，材料的抗拉弹性模量Et大于材料的抗压弹性模量Ec，则正应力在截面上的分布图有以下4种答案：

M(A)(B)(C)(D)答：C

3. 将厚度为2 mm的钢板尺与一曲面密实接触，已知测得钢

1尺点A处的应变为?，则该曲面在点A处的曲率半径

1000为 mm。 答：999 mm

4. 边长为a的正方形截面梁，按图示两种不同形式放置，在相同弯矩作用下，两者最大

(?)正应力之比maxa? 。

(?max)b答：1/2

2 mmA?Oaaz(a)(b)yth/2tzh/2tbz5. 一工字截面梁，截面尺寸如图，h?b, b?10t。试证明，此梁上,下翼缘承担的弯矩约为截面上总弯矩的88%。

BMy2MMt4, M1??y(ybdy)?1 820?证：?? IzIz?A3IzM1t41?1 820???88% Iz?6

材料力学第一次电测实验

金属材料的拉伸实验（电子）

一．实验目的

1．测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服极限σs，强度极限σb，延伸率δ和断面收缩率ψ。

2．测定铸铁材料在常温静载下的强度极限σb。

3．观察低碳钢﹑铸铁在拉伸过程中出现的各种现象，分析P-△L图的特征。

4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况分析其破坏原因。

5．了解微机控制电子万能材料试验机的构造原理，学习其使用方法。

二．仪器设备

1．微机控制电子万能材料试验机

2．游标卡尺

三．试件

在测试某一力学性能参数时，为了避免试件的尺寸和形状对实验结果的影响，便于各种材料力学性能的测试结果的互相比较，采用国家标准规定的比例试件。国家标准规定比例试件应符合以下关系：L0=K 。对于圆形截面试件，K值通常取5.65或11.3。即直径为d0的圆形截面试件标距长度分别为5d0和10d0。本试验采用L0=10d0的比例试件。

图3-4-1

四．测试原理

实验时，实验软件能够实时的绘出实验时力与变形的关系曲线，如图3-4-2所示。

图3-4-2

1．低碳钢拉伸

⑴．弹性阶段

材料力学第一次电测实验

弹性阶段为拉伸曲线中的OB段。在此阶段，试件上的变形为弹性变形。OA段直线为线弹性阶段，表明载荷与变形之间满足正比例关