材料力学简支梁的应力测试与分析.docxVIP

实验报告学生姓名： 王宇哲 学号：2012080090022 杨 康 2012080090023 司超杰 2012080090024 陈 焕 2012080090025指导教师：牟萍日 期：2014年11月27日星期四实验室名称：主楼C1-113实验项目名称：简支梁的应力测试与分析实验原理：弯曲试验装置弯曲试验装置有起定位固定作用的弯曲实验底座、用于实现简支梁及静不定梁的弯曲支架、固定铰支架、用于实现悬臂梁的悬臂支架、用于实现静不定梁的挡板、拉杆等部件。弯曲实验底座由其下Φ50mm的定位销于试验机工作台连接，试验机的加载压头作用点与弯曲底座对中。搭建时将弯曲支座连接螺栓方头放入底座的T型槽，调整支座在底座上的位置，将简支梁支座准确安装在弯曲底座导轨上，再拧紧其连接螺栓。试件本实验梁为矩形截面梁。由弯曲正应力的强度条件,梁能承受的与弯曲截面系数成正比，合理的截面形状应是横截面积A较小，弯曲截面系数较大。对高为h，宽为b的矩形截面梁，抵抗垂直平面内的弯曲变形时，如截面竖放比截面横放的大（），所以实验梁竖放比横放更为合理。为满足实验梁在实验过程中发生弹性变形，梁受纯弯曲时的正应力公式为本加载装置最大弯矩发生在CD段内，如图3-1所示，其值图3-1梁内最大正应力满足碳钢（45#）比例极限，加载载荷控制在60KN。支座的简化任何一个在对称面内承受载荷作用的梁，可能产生3中刚体位移：沿梁轴线方向、垂直于轴线方向的移动以及在对称面内的转动。为了约束可能产生的运动，必须有支座，约束的数目至少应该是以上3种刚体运动，使支座处的约束反力和载荷组成一个平衡的平面力系。梁支座的结构各不相同，简化了的形式如下：1）活动铰支座梁在支座处沿垂直于支承面方向不能移动，可在平行于支承面的方向移动和转动。此时仅有一个垂直于支承面方向的支座反力。2）固定铰支座梁在支座处只能转动，二不能沿任何方向移动。此时的支座反力用沿梁轴线方向的反力和垂直于轴线方向的反力来表示。3）固定端梁既不能转动，也不能沿任何方向移动。此时的支座反力有3个分量：沿梁轴线方向的反力，垂直于轴线方向的反力和反力偶.4）简支梁一端是固定铰支座，另一端为活动铰支座。5）外伸梁简支梁的一端或两端伸出支座之外。6）悬臂梁一端是固定端，另一端为自由端的梁。7）静不定梁支座反力的数目超过了有效平衡方程的数目，未知力不能完全由静力平衡条件确定的梁。简化时，要根据每个支承对梁的约束能力来判定改支承接近于哪一种理想支座。静不定梁有多重实现形式。梁的支座的一个重要作用是：对工程实际中梁的支承进行简化，以便进行受力分析、计算。计算见图确定后，支座反力均可由精力平衡条件完全确定，这些量统称为静定梁。弯曲机应力工程实际中，经常遇到像桥式起重机的大梁，火车轮轴，建筑物的屋梁等构件，当直杆在横向力的作用下，直杆的轴线由原来的直线，变形成为曲线，这种变形的形式成为弯曲。一弯曲变形为主的杆件通常成为梁。 梁横截面总应力,p是有方向的，其方向就是当时，内力的矢量的极限方向，一般它既不与截面垂直，也不与截面相切，因此，通常把应力p分解成垂直于截面的分量（正应力）和平行于截面的分量（剪应力）。 由弯曲变形的平面假设可知，由于变形的连续性，由凹入侧纤维的缩短，连续的改变为凸出侧的伸长，中间必有一层纤维的长度不变，这一层称为中性层，其与横街面的交线称为该横截面的中性轴。梁弯曲时，横截面就是绕中性轴转动的。 设各纵向纤维之间不存在相互挤压，每根纤维只受到单向的拉伸或压缩，在应力不超过材料的比例极限时，作用于骑上的正应力于线应变的关系应服从虎克定律，即将带入上式，得由此可见，任意纵向纤维的正应力与它到中性层的距离成正比。中性轴上的正应力为零。横截面上的剪力是该截面上切向分布内力的合力，弯矩是该截面上法向内力的合力偶。梁上剪力为零弯矩为常数称为纯弯曲，在此情形下，梁横截面上只有正应力。横截面上既有剪力又有弯矩时，将同时有正应力和切应力存在，为横力弯曲（剪切弯曲）。由于切应力的存在，梁的横截面将产生翘曲，对跨度l与横截面高度h之比大于5时，纯弯曲是正应力公式可以足够精确地计算横力弯曲时横截面上的正应力，因此本实验在实现简支梁时应保证跨度l与高度h之比大于5。横力弯曲时弯矩不是常量，随截面位置变化。计算最大正应力时，一般以弯矩的最大值计算。但正应力不仅与弯矩有关，还与界面的形状有关。所以在某些情形下，最大正应力不一定发生在弯矩最大的截面上。弯曲强度条件为：=等截面梁内绝对值最大的正应力产生在弯矩绝对值最大的横截面上，所以弯矩绝对值最大的横截面是危险截面。对抗