2016年下半年浙江省一级建筑师《建筑结构》：纯弯梁的应力和变形模拟试题
2016年下半年浙江省一级建筑师《建筑结构》：纯弯梁的应
力和变形模拟试题
本卷共分为2大题50小题，作答时间为180分钟，总分100分，60分及格。
一、单项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，只有 1 个事最符合题意）
1、净现值(NPV)与基准收益率的关系表现为______。
A．基准收益率增大，NPV相应增大
B．基准收益率减少，NPV相应增大
C．基准收益率的大小与NPV无关
D．基准收益率减小，NPV相应减小
2、为了保证吊顶额安全和质量，下列措施正确的是（）
A.罩面板上可嵌挂小型灯具
B.重型灯具、电扇应掉在主龙骨或附加龙骨上
C.上人吊顶内的人行或安装通道，可与吊顶的次龙骨联结
D.吊顶内的通风、水电管道不可与吊顶龙骨联结
3、普通空调系统，下列哪一项空气宜过滤__
A．仅新风
B．仅回风
C．新风、回风
D．仅送风
4、地震区选择建筑场地时，应避开危险地段，下列哪一个地段属危险地段__ A．地震是可能发生地裂的地段
B．疏松的断层破碎带
C．高耸孤立的山丘
D．非岩质的陡坡
5、希腊古典建筑创造了精美的古典柱式，主要有几种组成__
A．三种古典柱式
B．五种古典柱式
C．三种古典柱式+券柱式
D．五种古典柱式+券柱式
6、抹灰总厚度达到下列何值时，需采取加强措施(2007，44)(2009，56)
A．45mm
B．35mm
C．25mm
D．15mm
7、墙面一般抹灰层的平均总厚度，下列各项正确的是______。
A．内墙普通抹灰不大于25 mm
B．内墙中级抹灰不大于20 mm
C．内墙高级抹灰不大于18 mm
D．内墙抹灰不大于20 mm
8、关于城市新区开发和建设，以下表述正确的是：(2012，79)
A．应新建所有市政基础设施和公共服务设施
B．应充分改造自然资源，打造特色人居环境
C．应在城市总体规划确定的建设用地范围内设立
D．应当及时调整建设规模和建设时序
9、地面工程施工时，铺设板块面层的结合层应采用：(2007，62)
A．水泥砂浆
B．水泥混合砂浆
C．石灰砂浆
D．水泥石灰砂浆
10、水泥的生产过程中，纯熟料磨细时掺适量石膏，是为了调节水位的（）性质？
A.延缓水泥的凝结时间
B.加快水泥的凝结速度
C.增加水泥的强度
D.调节水泥的微膨胀
11、大型机械设备进出场和安拆费用属于__。
A．措施费
B．施工机械使用费
C．工具用具使用费
D．固定资产使用费
12、古埃及中王国时期的代表性建筑是__
A．金字塔
B．山岩前的石窟墓
C．太阳神庙
D．宫殿
13、下述部位中，哪个应不设监控用的摄影机
A．高级宾馆大厅
B．电梯轿厢
C．车库出入口
D．高级客房
14、未封闭的挑阳台建筑面积计算规则是：(2005，18)
A．按其阳台净空面积计算
B．按其阳台净空面积的一半计算
C．按其水平投影面积计算
D．按其水平投影面积的一半计算
15、幕墙工程应对所用石材的性能指标进行复验，下列性能中__项是规范未要求的。
A．石材的抗压强度
B．石材的弯曲强度
C．寒冷地区室外用石材的冻融性
D．室内用花岗岩的放射性
16、《中华人民共和国城市规划法》中所称的城市规划区，包含以下__。I．城市市区；II．近郊区；III．远郊区；IV．城市行政区域内因城市建设和发展需要实行规划控制的区域
A．I
C．I、II、III、IV
D．I、II、IV
17、建筑工程定额按生产要素可分为______。
A．全国统一定额、地区定额、行业定额、企业定额等
B．劳动定额、材料消耗定额、机械台班使用定额
C．施工定额、预算定额、概算定额、概算指标
D．建筑工程定额、安装工程定额、市政工程定额等
18、《建设工程质量管理条例》规定，建设单位付工程款需经什么人签字(2008，83)
A．总经理
B．总经济师
C．总工程师
D．总监理工程师
19、设计公司给房地产开发公司寄送的公司业绩介绍及价目表属于：(2009，71) A．合同
B．要约邀请
C．要约
D．承诺
20、当贯通式热桥内表面温度低于室内空气露点温度须作保温处理时，若热桥的宽度小于厚度，所加保温层合适的长度应该为__
A．大于热桥的宽度的2倍
B．不小于热桥的厚度的1．5倍
C．等于热桥的厚度
D．等于热桥的宽度
21、在我国黄土地区建造的各种窑洞式与拱券式住宅中，在地面上用砖、石、土坯等建造一层或二层的拱券式房屋，称为（）。
A．靠崖窑
B．坑窑
C．锢窑
D．天井窑
22、《建筑工程设计文件编制深度规定》申明确民用建筑工程方案设计文件应满足：(2010，75)
A．编制项目建议书的需要
B．编制可行性研究报告的需要
C．编制初步设计文件的需要
D．编制施工圈设计文件的需要
23、吊顶以胶合板为罩面板时，下列安装哪条是不正确的(2001，51)
A．也可采用木条固定，钉距不应大于200mm
B．可采用钉子固定，钉距80-150mm
C．钉眼用石膏腻子抹平
D．钉帽应打扁，并进入板面0．5-1mm
24、地面工程中，不导电的料石面层的石料应采用：(2009，62)(2011，60) A．花岗岩
C．石灰岩
D．大理石
25、卷材防水在屋面铺贴中如退有高出屋面的培体，下列泛水收头处凹槽距屋面找平层的最低高度哪条是正确的(2000，60)
A．200mm
B．150mm
C．100mm
D．250mm
二、多项选择题（共25 题，每题2分，每题的备选项中，有 2 个或 2 个以上符合题意，至少有1 个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得0.5 分）
1、在规划城市住宅小区总体布局时，要考虑楼房间距，主要应考虑__。Ⅰ．体形；Ⅱ．通风、日照；Ⅲ．管线布置；Ⅳ．视觉干扰；Ⅴ．交通；Ⅵ．防火、防灾
A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ
B．Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ
C．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ
D．Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ
2、第三气候区、某二层幼儿园工程设计，耐火等级为二级，设计采用下列技术措施，其中哪条是错误的____
A：采用现浇钢筋混凝土屋顶、梁和柱
B：采用120mm厚预应力钢筋混凝土圆孔空心板楼板
C：外墙采用240mm厚蒸压加气混凝土砌块填充墙
D：走道两侧隔墙采用轻钢龙骨双面各12mm厚纸面石膏板隔墙
3、
4、颗粒材料的密度ρ、表观密度ρo。与堆积密度ρ′o之间，下列关系中何者是正确的__
A．ρo＞ρ＞ρ′o
B．ρ＞ρo＞ρ′o
C．ρ′o＞ρo＞ρ
D．ρ＞ρ′o＞ρo
5、塑料地板面层在铺设中相邻两块拼缝的高差，下列四条是正确的(2000，67) A．不大于0．5mm
B．不大于0．7mm
C．不大于0．8mm
D．不大于1mm
6、流动资金估算方法有两种，即______。
A．比例估算法和扩大指标估算法
B．比例估算法和分项详细估算法
C．扩大指标估算法和分项详细估算法
D．分项详细估算法和资金周转率法
7、方案设计阶段一般应编制：(2001，7)
A．预算
C．结算
D．投资估算
8、在同一截面绑扎接头受力钢筋面积占受力钢筋总面积受拉区不应大于__。A．20％
B．25％
C．30％
D．50％
9、有一幢五层建筑物，其平屋面约占建筑面积的百分数为：(2000，10) A．20％
B．30％
C．35％
D．25％
10、现浇混凝土楼板浇筑的施工缝的留设位置，下列不正确的是______。A．单向板中，留在平行于板的短跨的任何位置
B．在有主次梁楼板，宜留置在次梁跨度边端的1/3范围内
C．与板连成整体的大截面梁，留在板底面下20～30 mm处
D．双向板应按设计要求的位置留设
11、结构布置小型礼堂已知：预制板，4500或3000长，500或600宽；三角形钢屋架，钢檩条，彩钢板/6000*1250，以及各种图线表达方法等
12、砖砌体砌筑方法，下列__是不正确的。
A．砖砌体采用上下错缝，内外搭接
B．370mm×370mm砖柱采用包心砌法
C．当气温超过30℃，采用铺浆法砌筑时的铺浆长度不得超过500mm
D．砖砌平拱过梁的灰缝砌成楔形缝
13、砖过梁起拱度为__。
A．1％
B．2％
C．3％
D．4％
14、日照间距对__无直接影响。
A．建筑密度
B．绿化率
C．用地规模
D．容积率
15、制作胶合板门、纤维板门时，下述哪项做法是不正确的(2012，48)
A．边框和横楞应在同一平面上
B．面层、边框及横楞应加压胶结
C．横楞上不得钻孔
D．上、下冒头应各钻两个以上透气孔
16、为工程项目贷款所支村的利息，属于下列哪一项费用(2006，1)
A．工程建设其他费用
B．成本费用
C．财务费用
D．工程直接费
17、我国按太阳能热能等级一般分为五个等级区。下列地区按太阳能条件由好到差依次排列为（）。
A．黑龙扛、辽宁、晋北、西藏西、四川
B．四川、西藏西、晋北、辽宁、黑龙江
C．西藏西、晋北、辽宁、黑龙扛，四川
D．西藏西、辽宁、四川、晋北、黑龙江
18、建筑物高度与建筑物后面的漩涡区深度的关系为____
A：漩涡区深度不随建筑物高度变化
B：呈相同变化
C：呈相反变化
D：无规则变化
19、按《抗震规范》设计的建筑，当遭受本地区设防烈度的地震影响时，建筑物应处于下列何种状态
A．不受损坏
B．一般不受损坏或不需修理仍可继续使用
C．可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用
D．严重损坏，需大修后方可继续使用
20、下列哪几项内容属于直接工程费中的材料费__。①材料运杂费②运输损耗费
③采购及保管费④对建筑材料进行一般检查发生的费用⑤新材料的试验费用A．①②③⑤
B．①③①⑤
C．①②③④⑤
D．①②②④
21、影响住宅生活用水定额的因素以下哪条是错误的
A．住宅的单位造价
B．卫生器具的类型及负荷人数
C．卫生器具的完善程度
D．气温、居民生活习惯、气候条件的影响
22、甲级资质和乙级资质的设计单位以联合体投标，用__确定资质等级。A．甲级资质
B．乙级资质
C．重新申办资质
D．不可以以联合体投标
23、某房间的容积为10000m3，房间内表面吸声较少，有一点声源在房间中部连续稳定地发声。在室内常温条件下，房间内某处的声压级与以下哪项无关A．声源的声功率
B．离开声源的距离
C．房间常数
D．声速
24、下列____窗扇的抗风能力最差。
A：铝合金推拉窗
B：铝合金外开平开窗
C：塑钢推拉窗
D：塑钢外开平开窗
25、关于装饰抹灰工程，下列哪项表述正确(2008，47) A．当抹灰总厚度大于或等于25咖时，应采取加强措施B．抹灰用水泥的凝结时间和安定性复验应合格
C．抹灰层应无脱层与空鼓现象，但允许面层有个别微裂缝D．装饰抹灰墙面垂直度的检验方法为用角检测尺检查
工程力学第九章梁的应力及强度计算
工程力学第九章梁的应力 及强度计算 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
课时授课计划 掌握弯曲应力基本概念； 掌握弯曲正应力及弯曲剪应力的计算；掌握弯曲正应力的强度计算； 掌握弯曲剪应力强度校核。
教学过程： 复习：1、复习刚架的组成及特点。 2、复习平面静定刚架内力图的绘制过程。 新课： 第九章梁的应力及强度计算 第一节纯弯曲梁横截面上的正应力 一、纯弯曲横梁截面上的正应力计算公式 平面弯曲时，如果某段梁的横截面上只有弯矩M，而无剪力Q = 0，这种弯曲称为纯弯曲。 1、矩形截面梁纯弯曲时的变形观察 现象： （1）变形后各横向线仍为直线，只是相对旋转了一个角度，且与变形后的梁轴曲线保持垂直，即小矩形格仍为直角； （2）梁表面的纵向直线均弯曲成弧线，而且，靠顶面的纵线缩短，靠底面的纵线拉长，而位于中间位置的纵线长度不变。 2、假设 （1）平面假设：梁变形后，横截面仍保持为平面，只是绕某一轴旋转了一个角度，且仍与变形后的梁轴曲线垂直。 中性层：梁纯弯曲变形后，在凸边的纤维伸长，凹边的纤维缩短，纤维层中必有一层既不伸长也不缩短，这一纤维层称为中性层。
中性轴：中性层与横截面的交线称为中性轴。 中性轴将横截面分为两个区域——拉伸区和压缩区。 注意：中性层是对整个梁而言的； 中性轴是对某个横截面而言的。 中性轴通过横截面的形心，是截面的形心主惯性轴。 （2）纵向纤维假设：梁是由许多纵向纤维组成的，且各纵向纤维之间无挤压。各纵向纤维只产生单向的拉伸或压缩。 3、推理 纯弯曲梁横截面上只存在正应力，不存在剪应力。 二、纯弯曲横梁截面上正应力分布规律 由于各纵向纤维只承受轴向拉伸或压缩，于是在正应力不超过比例极限时，由胡克定律可知 ρ εσy E E =?= 通过上式可知横截面上正应力的分布规律，即横截面上任意一点的正应力与该点到中性轴之间的距离成正比，也就是正应力沿截面高度呈线性分布，而中性轴上各点的正应力为零。 三、纯弯曲横梁截面上正应力计算公式 梁在纯弯曲时的正应力公式： Z I My = σ 式中：σ——梁横截面上任一点的正应力； M ——该点所在横截面的弯矩； Iz ——横截面对其中性轴z 的惯性矩；矩形Z I =123 bh ；圆形Z I =64 4D π
实验五 梁的纯弯曲正应力测定
图2-2 梁的尺寸、测点布置及加载示意图 图2-3半桥接线图 实验五 梁的纯弯曲正应力测定 一、概述 梁是工程中常用的构件和零件。在结构设计和强度计算中经常要涉及到梁的弯曲正应力的计算。而梁的弯曲正应力的理论公式是根据纯弯曲梁横截面变形保持平面的假设推导出来的，它的正确性以及能否推广到剪切弯曲梁，可以由本次实验提供的简便方法验证。 二、实验目的 1.用电测法测量矩形截面梁在纯弯曲时横截面上正应力的大小及分布规律，并与理论计算值相比较，以验证弯曲正应力理论公式。 2.掌握电测法原理和电阻应变仪的使用方法。 三、实验设备、器材及试样 1. 静态应变测试仪。 2. 多功能组合实验台。 四、实验原理 弯曲梁为矩形截面钢梁，其弹性模量E ＝2.05×105MPa ，几何尺寸见图2-2，CD 段为纯弯曲段，梁上各点为单向应力状态，在正应力不超过 比例极限时，只要测出各点的轴向应变ε实，即可按σ实 ＝E ε实计算正应力。为此在梁的CD 段某一截面的前后 两侧面上，在不同高度沿平行于中性层各贴有五枚电阻 应变片。其中编号3和3′片位于中性层上，编号2和2′ 片与编号4和4′片分别位于梁的上半部分的中间和梁 的下半部分的中间,编号1和1′片位于梁的顶面的中线 上,编号5和5′片位于梁的底面的中线上（见图2-2）， 并把各前后片进行串接。 温度补偿片贴在一块与试件相同的材料上,实验时放在 被测试件的附近。上面粘贴有各种应变片和应变花，实验时根据工作片的情况自行组合。为了便于检验测量结果的线性度，实验时采用等量逐级缓慢加载方法，即每次增加等量的荷载ΔP ，测出每级荷载下各点的应变增量Δε，然后取应变增量的平均值 实ε?，依次求出各点应力增量Δσ实＝E 实实ε?。 实验可采用半桥接法、公共外补偿。即工作片与不受力的温度补 偿片分别接到应变仪的A 、B 和B 、C 接线柱上（如图2-3），其中R 1 为工作片，R 2为温度补偿片。对于多个不同的工作片，用同一个温度 补偿片进行温度补偿，这种方法叫做“多点公共外补偿”。 也可采用半桥自补偿测试。即把应变值绝对值相等而符号相反的两个 工作片接到A 、B 和B 、C 接线柱上进行测试、但要注意，此时ε实=ε仪/2，ε仪 为应变仪所
材料力学实验指导书(矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验)
矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验 一、实验名称 矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验。 二、实验目的 1．学习使用电阻应变仪，初步掌握电测方法； 2．测定矩形截面梁纯弯曲时的正应力分布规律，并与理论公式计算结果进行比较，验证弯曲正应力计算公式的正确性。 三、实验设备 1．WSG－80型纯弯曲正应力试验台 2．静态电阻应变仪 四、试样制备及主要技术指标 1、矩形截面梁试样 材料：20号钢，E=208×109Pa； 跨度：L=600mm，a=200mm，L1=200mm； 横截面尺寸：高度h=28mm，宽度b=10mm。
2．载荷增量 载荷增量ΔF=200N （砝码四级加载，每个砝码重10N 采用1：20杠杆比放大），砝码托作为初载荷，F0=26 N 。 3．精度 满足教学实验要求，误差一般在5%左右。 五、实验原理 如图1所示，CD 段为纯弯曲段，其弯矩为a 2 1 F M = ， 则m N M ?=6.20，m N M ?=?20。根据弯曲理论，梁横截面上各点的正应力增量为： z I y M ?= ?理σ （1） 式中：y 为点到中性轴的距离；Iz 为横截面对中性轴z 的惯性矩，对于矩 形截面， 12 bh I 3 z = （2） 由于CD 段是纯弯曲的，纵向各纤维间不挤压，只产生伸长或缩短，所以各点均为单向应力状态。只要测出各点沿纵向的应变增量ε?，即可按胡克定律计算出实际的正应力增量实σ?。 εσ?=?E 实 （3） 在CD 段任取一截面，沿不同高度贴五片应变片。1片、5片距中性轴z 的 距离为h/2，2片、4片距中性轴z 的距离为h/4，3片就贴在中性轴的位臵上。 测出各点的应变后，即可按（3）式计算出实际的正应力增量实σ?，并画出正应力实σ?沿截面高度的分布规律图，从而可与（1）式计算出的正应力理论值理σ?进行比较。 六、实验步骤 1．开电源，使应变仪预热。
纯弯梁的弯曲应力测定
纯弯梁的弯曲应力测定实验报告 使用设备名称与型号 同组人员 实验时间 1、 实验目的 1.测定梁纯弯曲时横截面上的正应力大小及分布规律，并与理论值比较，以验证弯曲正应力公式。 2.观察正应力与弯矩的线性关系。 3.了解电测法的基本原理和电阻应变仪的使用方法。 2、 实验设备与仪器 1.弯曲梁实验装置和贴有电阻应变片的矩形截面钢梁。 2.静态数字电阻应变仪YJ28A-P10R（见附录四）和载荷显示仪。 3.直尺。 3、 实验原理 梁纯弯曲时横截面上的正应力公式为σ= ，式中M为作用在横截面上的弯矩，Y为欲求应力点到中性轴Z的距离，I z为梁横截面对中性轴的惯性矩。本实验采用矩形截面钢梁，实验时将梁的支承及载荷情况布置如图6-1所示，梁的CD段为纯弯曲，在梁的CD段某截面不同高度（四等分点）处贴五片电阻应变片，方向平行梁轴，温度补偿片粘贴梁上不受力处，当纯弯梁受载变形时，利用电阻应变仪测出各应变片的应变值（即梁上各纵向应变值）ε实。由于纵向纤维间不互相挤压，故根据单向应力状态的虎克定律求出应力σ实=Eε实。E为梁所用材料的弹性模量。为了减少测量误差，同时也可以验证正应
力与弯矩的线性关系，采用等量加载来测定沿高度分布的各相应点的应变，每增加等量的载荷 F，测定各点相应的应变一次，取应变增量的平均值 ε实。求出各应力增量 σ实=E ε实，并与理论值 σ理= 进行比较，其中 M= Fa.，从而验证理论公式的正确性。
图6-1纯弯梁示意图 4、 实验操作步骤 1.将梁放在实验装置的支座上。注意应尽量使梁受平面弯曲，用尺测量力作用点的位置及梁的截面尺寸。 2.在确保梁的最大应力小于材料的比例极限σp前提下，确定加载方案。 3.将梁上各测点的工作应变片逐点连接到应变仪的A、B接线柱上，而温度补偿片接在B、C接线柱上。按电阻应变仪的使用方法，将应变仪调整好。 4.先加载至初载荷，记录此时各点的应变值，然后每次等量增加载荷 ΔF，逐次测定各点相应的应变值，直到最终载荷终止。卸载后，注意记录各测点的零点漂移。 5.检查实验数据是否与离开中性轴的距离成正比，是否与载荷成线形关系，结束工作。 5、 实验结果及分析计算 1、 实验数据 12345
工程力学第九章梁的应力及强度计算
课时授课计划 掌握弯曲应力基本概念； 掌握弯曲正应力及弯曲剪应力的计算；掌握弯曲正应力的强度计算； 掌握弯曲剪应力强度校核。
I D (d
根据[M]，用平衡条件确定许用外载荷。 在进行上列各类计算时，为了保证既安全可靠又节约材料的原则，设计规范还规定梁内的最大正应力允许稍大于[σ]，但以不超过[σ]的5%为限。即 3、进行强度计算时应遵循的步骤 （1）分析梁的受力，依据平衡条件确定约束力，分析梁的内力（画出弯矩图）。（2）依据弯矩图及截面沿梁轴线变化的情况，确定可能的危险截面：对等截面梁，弯矩最大截面即为危险截面。 （3）确定危险点 （4）依据强度条件，进行强度计算。 第三节梁的剪应力强度条件 一、概念 梁在横弯曲作用下，其横截面上不仅有正应力，还有剪应力。 对剪应力的分布作如下假设： (1)横截面上各点处剪应力均与剪力Q同向且平行； (2)横截面上距中性轴等距离各点处剪应力大小相。 根据以上假设，可推导出剪应力计算公式： 式中:τ—横截面上距中性轴z距离为y处各点的剪应力； Q—该截面上的剪力； b—需求剪应力作用点处的截面宽度； Iz—横截面对其中性轴的惯性矩； Sz*—所求剪应力作用点处的横线以下(或以上）的截面积A*对中性轴的面积矩。 剪应力的单位与正应力一样。剪应力的方向规定与剪力的符号规定一样。 二、矩形截面横梁截面上的剪应力 如图所示高度h大于宽度b的矩形截面梁。横截面上的剪力Q沿y轴方向作用。 将上式带入剪应力公式得： 上式表明矩形截面横梁截面上的剪应力，沿截面高度呈抛物线规律变化。 在截面上、下边缘处y=±h/2,则=0；在中性轴上，y=0，剪应力值最大，
实验五----纯弯曲梁正应力实验
实验五 纯弯曲梁正应力实验 一、试验目的 1、熟悉电测法的基本原理。 2、进一步学会静态电阻应变仪的使用。 3、用电测法测定钢梁纯弯曲时危险截面沿高度分布各点的应力值。 二、试验装置 1、材料力学多功能实验装置 2、CM-1C 型静态数字应变仪 三、试验原理 本试验装置采用低碳钢矩形截面梁，为防止生锈将钢梁进行电镀。矩形截面钢梁架在两支座上，加载荷时，钢梁中段产生纯弯曲变形最大，是此钢梁最危险的截面。为了解中段危险截面纯弯曲梁应力沿高度方向分布情况，采用电测法测出加载时钢梁表面沿高度方向的应变情况，再由σ实=E ε实得到应力的大小。试验前在钢梁上粘贴5片应变 片见图5—1，各应变片的间距为4 h ，即把钢梁4等分。在钢梁最外侧不受力处粘贴一片 R 6作为温度补偿片。 图5—1 试验装置示意图 对于纯弯曲梁，假设纵向纤维仅受单向拉伸或压缩，因此在起正应力不超过比例极限时，可根据虎克定律进行计算： σ实=E ε实 E 为刚梁的弹性模量，ε实是通过电测法用电阻应变仪测得的应变值。 四、电测法基本原理 1、电阻应变法工作原理 电测法即电阻应变测试方法是根据应变应力关系，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析法。 将应变片紧紧粘贴在被测构件上，连接导线接到电桥接线端子上 当构件受力 构件产生应变 应变片电阻值随之变化 应变仪内部的惠斯登电桥
将电阻值的变化转变成正比的电压信号电阻应变仪内部的放大、相敏、检波电路转换显示器读出应变量。
2、电阻应变片 1）电阻应变片的组成 由敏感栅、引线、基底、盖层和粘结剂组成，其构造简图如图5—2所示。敏感栅能把构件表面的应变转换为电阻相对变化。由于它非常敏感，故称为敏感栅。它用厚度为0.002~0.005mm的铜合金或铬合金的金属箔，采用刻图、制版、光刻及腐蚀等工艺过程制成，简称箔式应变。它粘贴牢固、散热性能好、疲劳寿命长，并能较好的反映构件表面的变形，使测量精度较高。在各测量领域得到广泛的应用。 图5—2 电阻应变片构造简图 2）电阻应变片种类 电阻应变片按敏感栅的结构形状可分为： 单轴应变片：单轴应变片一般是指具有一个敏感栅的应变片。 应变花（多轴应变片）：具有两个或两个以上轴线相交成一定角度的敏感栅制成的应变片称为多轴应变片，也称为应变花。其敏感栅可由金属丝或金属箔制成。采用应变花可方便地测定平面应变状态下构件某一点处的应变。 3）应变灵敏系数（K） 将应变片贴在单向应力状态的试件表面，且其轴向与应力方向重合。在单向应力作用下，应变片的电阻相对变化ΔR/P与试件表面沿应变片轴线方向的应变ε之比值，称为应变片的灵敏系数 K=（ΔR/P）/ε 应变片灵敏系数是使用应变片的重要数据。它主要取决于敏感栅的材料、型式和几何尺寸。应变片的灵敏系数受到多种因素的影响，无法由理论求得，是由制造厂经抽样在专门的设备上进行标定，并于包装上注明。常用的应变片灵敏度系数为2—2.4。 当我们使用应变片时，必须在测量前进行校准。校准方法：根据应变片的K值，查表5—1，再根据表内K值所对应的标定值，来调节静态应变仪。 K值 1.9 1.952 2.05 2.1 2.15 2.2 2.25 2.3 2.35 校准值 120Ω5263518250004878476246514545444443474255 3、CM-1C型静态数字应变仪
梁的强度和刚度计算.
梁的强度和刚度计算 1．梁的强度计算 梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力，设计时要求在荷载设计值作用下，均不超过《规范》规定的相应的强度设计值。 （1）梁的抗弯强度 作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下： 梁的抗弯强度按下列公式计算： 单向弯曲时 f W M nx x x ≤=γσ （5-3） 双向弯曲时 f W M W M ny y y nx x x ≤+=γγσ （5-4） 式中：M x 、M y ——绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形和H 形截面，x 轴为强轴，y 轴为弱轴）； W nx 、W ny ——梁对x 轴和y 轴的净截面模量； y x γγ,——截面塑性发展系数，对工字形截面，20.1,05.1==y x γγ；对箱形截面，05.1==y x γγ；对其他截面，可查表得到； f ——钢材的抗弯强度设计值。 为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳，当梁受压翼缘的外伸宽度b 与其厚度t 之比大于y f /23513 ，但不超过y f /23515时，应取0.1=x γ。 需要计算疲劳的梁，按弹性工作阶段进行计算，宜取0.1==y x γγ。 （2）梁的抗剪强度 一般情况下，梁同时承受弯矩和剪力的共同作用。工字形和槽形截面梁腹板上的剪应力分布如图5-3所示。截面上的最大剪应力发生在腹板中和轴处。在主平面受弯的实腹式梁，以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极限状态。因此，设计的抗剪强度应按下式计算
v w f It ≤=τ （5-5） 式中：V ——计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值； S ——中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩； I ——毛截面惯性矩； t w ——腹板厚度； f v ——钢材的抗剪强度设计值。 图5-3 腹板剪应力 当梁的抗剪强度不满足设计要求时，最常采用加大腹板厚度的办法来增大梁的抗剪强度。型钢由于腹板较厚，一般均能满足上式要求，因此只在剪力最大截面处有较大削弱时，才需进行剪应力的计算。 （3）梁的局部承压强度 图5-4局部压应力 当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋，或受有移动的集中荷载时，应验算腹板计算高度边缘的局部承压强度。 在集中荷载作用下，翼缘类似支承于腹板的弹性地基梁。腹板计算高度边缘的压应力分布如图5-4c 的曲线所示。假定集中荷载从作用处以1∶2.5（在h y 高度范围）和1∶1（在h R 高度范围）扩散，均匀分布于腹板计算高度边缘。梁的局部承压强度可按下式计算
纯弯梁正应力分布规律实验
中国矿业大学（北京） 工程土木工程_______专业_______班_________组 实验者姓名：__________实验日期：___________年____月___日 实验六纯弯曲正应力分布规律实验 一.实验目的 1.用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变（正应力）的 分布规律。 2.验证纯弯曲梁的正应力计算公式。 二.实验仪器与设备 1.多功能工程力学实验台。 2.应力＆应变综合参数测试仪一台。 3.矩形截面钢梁。 4.温度补偿块（或标准无感电阻）。 5.长度测量尺。 三.实验原理及方法 四.实验步骤
1.测量梁矩形截面的宽度b 和高度h 、载荷作用点到梁支点的距离a ，并测量各应变片到中性层的距离y I 。 2.将拉压传感器接至应力＆应变综合参数测试仪中。 3.应变片连接采用1/4桥连接方式，将待测试应变片连接在A 、B 两端，将B 、B 1短接，在桥路选择上，将A 、D 两端连接补偿片，D 1、D 2短线连接即可。 4.本次实验的载荷范围为0～2kN ，在此范围内，采用分级加载方 式（一般分4～6级），实验时逐级加载，分别记录各应变片在各级载荷作用下的应变值。 五.实验结果处理 1.按实验记录数据求出各点的应力实验值，并计算出各点的应 力理论值。计算出它们的相对误差。 2.按同一比例分别画出各点应力的实验值和理论值沿横截面高度 的分布曲线，将两者进行比较，如两者接近，则说明弯曲正应 力的理论分析是可行的。 3.计算6＃和5＃的比值，若 μεε≈5 6 ，则说明纯弯曲梁为单向应力状 态。
4.实验数据可参照下表： 应变片至中性层的距离 梁宽度b= 20.84 mm；梁高度h= 40.15mm；施力点到支座距离l= 106 mm 应变片在各级载荷下的应变值 各测试点应力实验结果 P=400N
纯弯曲梁正应力电测实验
实验二、纯弯曲梁正应力电测实验 一、 实验目的 1、 电测法测定纯弯曲梁正应力分布规律。 2、验证纯弯曲梁正应力计算公式。 二、 实验装置与仪器 1、 纯弯曲梁实验装置。 2、 数字式电阻应变仪。 三、 实验装置与实验原理 1、实验装置 弯曲梁试验装置如图1所示。它有弯曲梁 1， 定位板2，支座3，试验机架4，加载系统5， 两 端带万向接头的加载杆6，加载压头（包括φ16 钢珠）7，加载横梁8，载荷传感器9和测力 仪10等组成。该装置有已粘贴好应变片的钢梁（其弹性模量2210m GN E =）用来完成纯 弯曲梁正应变分布规律试验。 纯弯曲梁正应变分布规律试验 纯弯曲梁受力状态及有关尺寸见图2。 图 2 在梁的纯弯曲段内已粘贴好两组应变片，每组8片，分别为1～8号片和1*～8*号片，各片距中心层的距离在图3中已标出。当梁受力变形后，可由应变仪测出每片应变片产生的应变，这样就可得到实测的沿梁横截面高度的正应变分布规律。根据材料力学中纯弯曲梁的
平面假设，沿梁横截面高度的正应变分布规律应当是直线。另外材料力学中还假设梁在纯弯曲段内是单向应力状态，为此，我们在梁的下 表面粘贴有与7号片和7*号片垂直的8号片和 8*号片，当梁受力变形后，可测得8ε和* 8ε，根 据泊松比纵横 εεμ=，可由78εε或* *78εε计算得到 'μ，若'μ近似等于μ时，则证明梁纯弯曲段 内近似于单向应力状态。 2、实验原理 梁的纯弯曲段内，每片应变片所处状态是单向应力状态。根据单向应力状态的虎克定律： σ = E ε 可以计算出梁的纯弯曲段内每片应变片所处的应力。 注：该装置只允许加4KN 载荷，超载会损坏传感器。
纯弯曲梁的正应力实验参考书报告
《纯弯曲梁的正应力实验》实验报告 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计算公式 二、实验仪器设备和工具 3.XL3416 纯弯曲试验装置 4.力＆应变综合参数测试仪 5.游标卡尺、钢板尺 三、实验原理及方法 在纯弯曲条件下，梁横截面上任一点的正应力，计算公式为 σ= My / I z 式中M为弯矩，I z 为横截面对中性轴的惯性矩；y为所求应力点至中性轴的距离。 为了测量梁在纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，在梁的纯弯曲段沿梁侧面不同高度，平行于轴线贴有应变片。 实验采用半桥单臂、公共补偿、多点测量方法。加载采用增量法，即每增加等量的载荷△P，测出各点的应变增量△ε，然后分别取各点应变增量的平均值△ε实i，依次求出各点的应变增量 σ实i=E△ε实i 将实测应力值与理论应力值进行比较，以验证弯曲正应力公式。 四、实验步骤 1.设计好本实验所需的各类数据表格。 2.测量矩形截面梁的宽度b和高度h、载荷作用点到梁支点距离a及各应变 片到中性层的距离y i 。见附表1 3.拟订加载方案。先选取适当的初载荷P 0（一般取P =10％P max 左右），估 算P max （该实验载荷范围P max ≤4000N），分4～6级加载。 4.根据加载方案，调整好实验加载装置。
5. 按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。 6. 加载。均匀缓慢加载至初载荷P 0，记下各点应变的初始读数；然后分级 等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值εi ，直到最终载荷。实验至少重复两次。见附表2 7. 作完实验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。 附表1 （试件相关数据） 附表2 （实验数据） 载荷 N P 500 1000 1500 2000 2500 3000 △P 500 500 500 500 500 各 测点电阻应变仪读数 με 1 εP -33 -66 -99 -133 -166 △εP -33 -33 -34 -33 平均值 -33.25 2 εP -16 -3 3 -50 -67 -83 △εP -17 -17 -17 -16 平均值 16.75 3 εP 0 0 0 0 0 △εP 0 0 0 0 平均值 0 4 εP 1 5 32 47 63 79 △εP 17 15 1 6 16 平均值 16 5 εP 32 65 9 7 130 163 △εP 33 32 33 33 平均值 32.75 五、实验结果处理 1. 实验值计算 根据测得的各点应变值εi 求出应变增量平均值△εi ，代入胡克定律计算 各点的实验应力值，因1με=10-6ε，所以 各点实验应力计算： 应变片至中性层距离（mm ） 梁的尺寸和有关参数 Y 1 －20 宽 度 b = 20 mm Y 2 －10 高 度 h = 40 mm Y 3 0 跨 度 L = 620mm （新700 mm ） Y 4 10 载荷距离 a = 150 mm Y 5 20 弹性模量 E = 210 GPa （ 新206 GPa ） 泊 松 比 μ= 0.26 惯性矩I z =bh 3/12=1.067×10-7m 4 =106667mm 4
纯弯梁的弯曲应力测定实验报告
纯弯梁的弯曲应力测定 一．实验目的 1.掌握电测法的测试原理，学习运用电阻应变仪测量应变的方法 2.测定梁弯曲时的正应力分布，并与理论计算结果镜像比较，验证弯梁正应力公式。二．实验设备 1.钢卷尺 2.游标卡尺 3.静态电阻应变仪 4.纯弯梁实验装置 三．实验原理 本实验采用的是用低碳钢制成的矩形截面试件，实验装置如图所示。 计算各点的实测应力增量公式：i i E 实实εσ?=?计算各点的理论应力增量公式：z i i I My ?= ?σ式中?M=12?P×a ，Iz=bh312 四．试验方法 1.测定弯梁试件尺寸：h,b,L,a 2.电阻应变仪大调整与桥路连接 3.接通力传感器显示屏电源，当试件未受力时，调节电阻应变仪零点。 4.缓慢转动手轮，每增加1KN 载荷，测相应测点的应变值，直到载荷为4.5KN 为止。 5.卸去载荷，应变仪，力传感器显示屏复位。应变测量结束。 五．实验数据测定 试件材料的弹性模量E =210GPa
2.试件尺寸及贴片位置 试件尺寸/m贴片位置/m b0.02y6-0.020 3.应变读数记录 读 次 载荷 P/kN 载荷 增量 Δ P/k N 电阻应变仪读数（με） 测点1测点2测点3测点4测点5测点6测点7 S1Δ S 1 S2Δ S2 S3Δ S3 S4Δ S4 S5Δ S5 S6Δ S6 S7Δ S7 10.51010-290340-460480-61062 2 1.51-2934-4648-6162 1.51-1-3631-4848-6764 3 2.50-6565-9496-12 812 6 16-2333-4256-6369 4 3.56-8898-13 615 2 -19 1 19 5 12-3139-4648-5964 5 4.58-11137-1820-2525
纯弯曲梁的正应力试验
实验六 纯弯曲梁的正应力实验 一、实验目的 1. 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计算公式； 3. 测定泊松比μ； 4. 掌握电测法的基本原理； 二、实验设备 1. 材料力学多功能实验台； 2. 静态数字电阻应变仪一台； 3. 矩形截面梁； 4. 游标卡尺； 三、实验原理 1. 测定弯曲正应力 本实验采用的是低碳钢制成的矩形截面试件，当力F 作用在辅助梁中央A 点时，通过辅助梁将压力F 分解为两个集中力2/F 并分别作用于主梁（试件）的B 、C 两点。实验装置受力简图如下图所示。 根据内力分析，BC 段上剪力0=S F ，弯矩Fa M 2 1=，因此梁的BC 段发生纯弯曲。 在BC 段中任选一条横向线（通常选择BC 段的中间位置），在离中性层不同高度处取5个点，编号分别为①、②、③、④、⑤，在5个点的位置处沿着梁的轴线方向粘贴5个电阻应变片，如下图所示。 D C B a F/2 F/2 E a ⑥ ⑤ ① ② ④ ③ h b
根据单向受力假设，梁横截面上各点均处于单向应力状态，应用轴向拉伸时的胡克定律， 即可通过测定的各点应变，计算出相应的实验应力。采用增量法，各点的实测应力增量表达 式为： i i E 实实εσ?=? 式中：i 为测量点的编号，i ＝1、2、3、4、5； i 实ε? 为各点的实测应变平均增量； 为各点的实测应力平均增量； 纯弯梁横截面上正应力的理论表达式为：z i i I y M ?=σ ; 增量表达式为： z i i I y M ??=?σ 通过同一点实测应力的增量与理论应力增量计算结果比较，算出相对误差，即验证纯弯 曲梁的正应力计算公式。 以截面高度为纵坐标，应力大小为横坐标，建立平面坐标系。将5个不同测点通过计 算得到的实测应力平均增量以及各测点的测量高度分别作为横坐标和纵坐标标画在坐标平 面内，并连成曲线，即可与横截面上应力理论分布情况进行比较。 2. 测定泊松比 在梁的下边缘纵向应变片⑤附近，沿着梁的宽度方向粘贴一片电阻应变片⑥（电阻应变 片⑥也可贴在梁的上边缘），测出沿宽度方向的应变，利用公式ε εν'=，确定泊松比。 四、实验步骤 1. 测量梁的截面尺寸h 和b ，力作用点到支座的距离以及各个测点到中性层的距离。 2. 根据材料的许用应力和截面尺寸及最大弯矩的位置，估算最大荷载，即： 然后确定量程，分级载荷和载荷重量。 3. 接通电阻应变仪电源，分清各测点应变片引线，把各个测点的应变片和公共补偿片接到 应变仪的相应通道，调整应变仪零点和灵敏度值。 4. 记录荷载为o F 的初应变，以后每增加一级荷载就记录一次应变值，直至加到n F 。 5. 按上面步骤再做一次。根据实验数据决定是否需要再做第三次。 [][]σσασa bh F bh F W M z 36212max 2max max max ≤?≤==i 实σ?
实验四：弯曲正应力电测实验
实验四：弯曲正应力电测实验 一、实验目的和要求 1．学习使用应变片和电阻应变仪测定静态应力的基本原理和方法。 2．用电测法测定纯弯曲钢梁横截面不同位置的正应力。 3．绘制正应力沿其横截面高度的的分布图，观察正应变（正应力）分布规律，验证纯弯曲梁的正应力计算公式。 二、实验设备、仪器和试件 1.CLDS-2000型材料力学多功能实验台。 2.YJZ —8型智能数字静态电阻应变仪。 3.LY —5型拉力传感器。 4.直尺和游标卡尺。 三、实验原理和方法 （1）理论公式： 本实验的测试对象为低碳钢制矩形截面简支梁，实验台如图4-1所示，加载方式如图4-2所示。 图4-1 图4-2 由材料力学可知，钢梁中段将产生纯弯曲，其弯矩大小为 c P M 2 ?= （1） 横截面上弯曲正应力公式为
Z I My = σ （2） 式中y 为被测点到中性轴z 的距离，I z 为梁截面对z 轴的惯性矩。 12 3bh I Z = （3） 横截面上各点正应力沿截面高度按线性规律变化，沿截面宽度均匀分布，中性轴上各点的正应力为零。截面的上、下边缘上各点正应力为最大，最大值为W M =max σ。 （2）实测公式： 实验采用螺旋推进和机械加载方法，可以连续加载，荷载大小可由电子测力仪读出。当增加压力P ?时，梁的四个点受力分别增加作用力2/P ?，如图4-2所示。 为了测量梁纯弯曲时横截面上应变分布规律，在梁的纯弯曲段侧面布置了5片应变片，如4-2所示，各应变片的粘贴高度见梁上各点标注。此外，在梁的上表面沿横向粘贴了第6片应变片，用以测定材料的泊松比μ；在梁的端部上表面零应力处粘贴了第7片温度补偿应变片，可对以上各应变片进行温度补偿。 在弹性范围内，如果测得纯弯曲梁在纯弯曲时沿横截面高度上的轴向应变，则由单向应力状态的胡克定律，即： σε=E （4） 由上式可求出各点处的应力实验值。将应力实验值σε=E 与理论值Z I My =σ进行比较，以验证弯曲正应力公式。 如果测得应变片4和6的应变满足 μεε=46/ 则证明梁弯曲时近似为单向应力状态，即梁的纵向纤维间无挤压的假设成立。 实验采用增量法。每增加等量载荷ΔP ，测得各点相应得应变增量实ε?一次。因每次ΔP 相同，故实ε?应是基本上按比例增加。 四、实验步骤 1.用游标卡尺和直尺分别测量矩形截面梁的宽度b 、高度h 以及载荷作用点到支点的距离a ，并记入实验记录表中。注意两端a 值应相等，可通过移动两根拉杆的位置来保证。 2.将1到5点测量应变片以4/1桥分别接入电阻应变仪的任意5个通道的A 、B 点之间（若考虑温度补偿，则须将仪器后面板B 、1C 端子的标准120Ω电阻去掉，再将温度补偿片接入该处），将拉力传感器的四根输出线与电阻应变仪的任意通道的A 、B 、C 、D 端对应连接（全桥测量），将应变仪的通讯电缆与PC 机的COM 口连接，注意检查各接点连接是否可靠。 3．打开PC 机及应变仪的电源，预热后设置各通道参数（通道使用与否、桥型、灵敏度系数、被测物理量量纲），参数设置有两种方法：一是由应变仪键盘设定，二是由PC 机安装的测试软件用通信方式设定，建议采用第二种方法设定参数，这样比较简单快捷。具体设定
纯弯梁弯曲的应力分析实验报告
一、实验目的 1. 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计算公式 3. 测定泊松比m 4. 掌握电测法的基本原理 二、实验设备 多功能实验台，静态数字电阻应变仪一台，矩形截面梁，游标卡尺 三、实验原理 1. 测定弯曲正应力 本实验采用的是用低碳钢制成的矩形截面试件，实验装置简图如下所示。 计算各点的实测应力增量公式：i i E 实实εσ?=? 计算各点的理论应力增量公式：z i i I My ?= ?σ 2.测定泊松比 计算泊松比数值：ε εμ' = 四、实验步骤 1.测量梁的截面尺寸h 和b ，力作用点到支座的距离以及各个测点到中性层的距离； 2.根据材料的许用应力和截面尺寸及最大弯矩的位置，估算最大荷载，即：[]σa bh 3F 2 max ≤ ，然后确定量程，分级载荷和载荷重量； 3.接通应变仪电源，分清各测点应变片引线，把各个测点的应变片和公共补偿片接到应变仪的相应通道，调整应变仪零点和灵敏度值； 4.记录荷载为F 的初应变，以后每增加一级荷载就记录一次应变值，直至加到n F ；
5.按上面步骤再做一次。根据实验数据决定是否再做第三次。 五、实验数据及处理 梁试件的弹性模量11101.2?=E Pa 梁试件的横截面尺寸h ＝ 40.20 ㎜，b ＝ 20.70 ㎜ 支座到集中力作用点的距离d ＝ 90 ㎜ 各测点到中性层的位置：1y ＝ 20.1 ㎜ 2y ＝ 10.05 ㎜ 3y ＝ 0 ㎜ 4y ＝ 10.05 ㎜ 5y ＝ 20.1 ㎜
六、应力分布图(理论和实验的应力分布图画在同一图上) 七、思考题 1.为什么要把温度补偿片贴在与构件相同的材料上? 答：应变片是比较高精度的传感元件，必须考虑温度的影响，所以需要把温度补偿片贴在与构件相同的材料上，来消除温度带来的应变。 2.影响实验结果的主要因素是什么? 答：影响本实验的主要因素：实验材料生锈，实验仪器精度以及操作的过程。
纯弯曲梁的正应力测定的实验报告
实验四 纯弯曲梁的正应力测定 一. 实验目的： 1. 测定纯弯曲的梁的 正应力分布，验证纯弯正应力公式。 2. 学习电测法。 二. 实验设备： 1. 弯曲实验装置。 2. 电阻应变仪和预调平衡箱。 三. 实验原理及方法： 梁受纯弯曲时，根据平面假设和纵向纤维间无挤压的假设，得纯弯曲时正应力公式： Z I M = σ 图1 在矩形截面梁纯弯曲部分（见图1，CD 段），贴有四个 应变片，其中3在中性层上，1，2和4，5分别贴在离中性
层为梁高的1/4及上下表面，加载后，梁弯曲变形，由应变仪可测出个测量点的纵向应变1ε，可确定横截面上正应力分布规律。 由单向应变状态胡可定律求出各测点的实验应力： 11εσE =,各测点的理论应力N σ按公式Z n N I My = σ算得，将N σ和d σ进行比较。 本实验在专门的实验装置上进行，采用砝码或差动螺纹机构进行连续加载。 应变片的连接线采用半桥接线法（如图2），且利用预调平衡箱（图2）。 工作片 温度补偿片 图2
实验预习报告 课程名称：工程力学 实验名称：纯弯曲梁的正应力测定 实验目的：1：测定纯弯曲梁的正应力分布，验证纯弯曲梁 正应力公式。 2：学习电测法。 主要实验仪器：1：弯曲试验装置。 2：电阻应变仪和预调平衡箱。 主要实验步骤： 一：取一矩形截面的等截面剪支梁AB，其上作用两个对称的集中力P/2,未加载前，在中间CD段表面画些平行于梁轴线的纵向线和垂直于梁轴线的横向线。加载后在梁的AC和DB两段内，各横截面上有不同的剪力和弯矩M。
二；在矩形截面梁弯曲部分，贴有四个应变片，其中3在中性层上，1，2，4，5分别在离中性层为梁高的1/4及上下表面，加载后，梁弯曲变形，由应变仪可测出各测量点的纵向应变，可确定横截面上的应变分布规律。 三：记录数据并且处理数据。 四：完成实验报告。
关于梁的正应力强度计算.
§7-2 梁的正应力强度计算 一、最大正应力 在强度计算时，必须算出梁的最大正应力。产生最大正应力的截面，称为危险截面。对于等直梁，弯矩最大的截面就是危险截面。危险截面上的最大应力处称为危险点，它发生在距中性轴最远的上、下边缘处。 对于中性轴是截面对称轴的梁，最大正应力的值为： max max max z M y I σ= 令z z max I W y = ，则 max max z M W σ= 式中z W 称为抗弯截面系数，是一个与截面形状和尺寸有关的几何量。常用单位是m 3 或mm 3。z W 值越大，max σ就越小，它也反映了截面形状及尺寸对梁的强度的影响。 对高为h 、宽为b 的矩形截面，其抗弯截面系数为： 32 z z max /12/26 I bh bh W y h === 对直径为d 的圆形截面，其抗弯截面系数为： 43 z z max /64/232 I d d W y d ππ=== 对于中性轴不是截面对称轴的梁，例如图7-9所示的T 形截面梁，在正弯矩M 作用下 梁下边缘处产生最大拉应力，上边缘处产生最大压应力，其值分别为： +1max z My I σ= 2max z My I σ-= 令z 11I W y = 、z 22 I W y =，则有： + max 1 M W σ= max 2 M W σ-=
max σ- 图7-9 二、正应力强度条件 为了保证梁能安全地工作，必须使梁截面上的最大正应力max σ不超过材料的许用应力，这就是梁的正应力强度条件。现分两种情况表达如下： 1、材料的抗拉和抗压能力相同，其正应力强度条件为： max max z []M W σσ= ≤ 2、材料的抗拉和抗压能力不同，应分别对拉应力和压应力建立强度条件： +max max 1[]M W σσ+= ≤ max max 2 []M W σσ--=≤ 根据强度条件可解决有关强度方面的三类问题： 1）强度校核：在已知梁的材料和横截面的形状、尺寸（即已知[]σ、z W ）以及所受荷载（即已知max M ）的情况下，可以检查梁是否满足正应力强度条件。 2）设计截面：当已知荷载和所用材料时（即已知max M 、[]σ），可根据强度条件，计算所需的抗弯截面系数 max z []M W σ≥ 然后根据梁的截面形状进一步确定截面的具体尺寸。 3）确定许用荷载：如已知梁的材料和截面形状尺寸（即已知[]σ、z W ），则先根据强度条件算出梁所能承受的最大弯矩，即： max z [] M W σ≤ 然后由max M 与荷载间的关系计算许用荷载。 例7-2 如图7-10所示T 形截面外伸梁。已知材料的许用拉应力[]32MPa σ+ =，许用 压应力[]70MPa σ- =。试校核梁的正应力强度。
纯弯曲梁正应力测定试验
实验四 纯弯曲梁正应力测定试验 一、实验目的 1. 掌握电测法测定应力的基本原理和电阻应变仪的使用。 2. 验证梁的理论计算中正应力公式的正确性，以及推导该公式时所用假定的合理性。 二、试验原理 梁弯曲理论的发展，一直是和实验有着密切的联系。如在纯弯曲的条件下，根据实验现象，经过判断，推理，提出了如下假设：梁变形前的横截面在变形后仍保持为平面，并且仍然垂直于变形后梁的轴线，只是绕截面内的某一轴旋转了一定角度。这就是所说的平面假设。以此假设及单向应力状态假设为基础，推导出直梁在纯弯曲时横截面上任一点的正应力公式为 y I M z =σ （4-1） 式中：M--横截面上的弯矩；I z —横截面轴惯性矩；Y —所求应力点矩中性轴的距离。 整梁弯曲试验采用矩形截面的低炭钢单跨简支梁，梁承受荷载如图4-1所示。 图4-1 整梁弯曲试验装置 在这种载荷的作用下，梁中间段受纯弯曲作用，其弯矩为Fa ，而在两侧长度各为a 的两段内，梁受弯曲和剪切的联合作用，这两段的剪力各为±F 。实验时，在梁纯弯曲段沿横截面高度自上而下选八个测点，在测点表面沿梁轴方向各粘贴一枚电阻应变片，当对梁施加弯矩M 时，粘贴在各测点的电阻应变片的阻值将发生变化。从而根据电测法的基本原理，就可测得各测点的线应变值εj （角标j 为测点号，j=1,2,3, …，8）。由于各点处于单向应力状态，由虎克定律求得各测点实测应力值R 实j ，即 j j E εσ=实 梁表面的横向片是用来测量横向应变的，可用纵向应变与横向应变的关系求得横向变形系数μ值。 所谓叠梁，是两根矩形截面梁上下叠放在一起，两界面间加润滑剂，如图3-2所示。两根梁的材料可相同，也可不同；两根梁的截面高度尺寸可相同，亦可相异。只要保证在变形时两梁界面不离开即可。 图4-2 所示的叠梁，在弯矩M 的作用下，可以认为两梁界面处的挠度相等，并且挠度远小于梁的跨度；上下梁各自的中性轴，在小变形的前提下，各中性层的曲率近似相等。从而，可以应用平衡方程和弯曲变形的基本方程等建立弯矩M ，M 1和M 2之间的关系如下式： ???????== ∑=zi i i i i i I E M M M ρ12 1 （4-2）
纯弯梁弯曲的应力分析实验报告
纯弯梁弯曲的应力分析实验报告 一、实验目的 1. 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计算公式 3. 测定泊松比m 4. 掌握电测法的基本原理 二、实验设备 多功能实验台，静态数字电阻应变仪一台，矩形截面梁，游标卡尺三、实验原理 1. 测定弯曲正应力 本实验采用的是用低碳钢制成的矩形截面试件，实验装置简图如下所示。 计算各点的实测应力增量公式:,,,E,,实i实i ,Myi,,,计算各点的理论应力增量公式: iIz 2.测定泊松比 ',,计算泊松比数值: ,, 四、实验步骤 1.测量梁的截面尺寸h和b，力作用点到支座的距离以及各个测点到中性层的距离; 2.根据材料的许用应力和截面尺寸及最大弯矩的位置，估算最大荷载，即:
2bhF,,,,，然后确定量程，分级载荷和载荷重量; max3a 3.接通应变仪电源，分清各测点应变片引线，把各个测点的应变片和公共补偿片接到应变仪的相应通道，调整应变仪零点和灵敏度值; 4.记录荷载为F的初应变，以后每增加一级荷载就记录一次应变值，直至加到 ; Fn 5.按上面步骤再做一次。根据实验数据决定是否再做第三次。 五、实验数据及处理 11E,2.1，10梁试件的弹性模量Pa 梁试件的横截面尺寸, 40.20 ?，, 20.70 ? hb 支座到集中力作用点的距离, 90 ? d 各测点到中性层的位置:, 20.1 ? , 10.05 ? , 0 ? yyy312 , 10.05 ? , 20.1 ? yy54 ,6静态电子应变仪读数 (，10)载荷(N) 1点 2点 3点 4点 5点 6点 读数增量读数增量读数增量读数增量读数增量增量读数 F,F ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,335566112244 0 0 0 0 0 0 0 492 -27 -12 1 16 26 -10 492 -27 -12 1 16 26 -10 506 -31 -14 1 16 28 -8 998 -58 -26 2 32 54 -18 450 -10 -6 3 8 15 -4 1448 -68 -32 5 40 69 -22 262 -20 -6 1 8 12 -2 ,,,,,, ,,,,,,,F 3561241710 -88 -38 6 48 81 -24 427.5 -22 -9.5 1.5 12 20.25 -6 应变片位置 1点 2点 3点 4点 5点 6点 实验应力值/MPa -4.62 -2.00 0.32 2.52 4.25 -1.26