根据桥路原理，采用不同的组桥方式，便可分别测出与轴向力及弯矩有关的应变值?FP和
?M，则弹性模量E和偏心距e可按下式求得。
hb2?E??M?FP， e? E?6??FP?FP?A0最大正应力和由轴力、弯矩分别产生的应力也可方便求得。
?maxF6M6F?e??F??M， ?F?P， ?M?2?P2
A0bhbh?minNN可直接采用半桥单臂方式测出R1和R2受力产生的应变值ε1和ε2，然后计算出轴力引起的拉伸应变?FP和弯矩引起的应变εM；也可采用邻臂桥路接法测出弯矩引起的应变εM，（采用此接桥方式不需温度补偿片，测量精度为2倍，接线如图3－2（a））；采用对臂桥路接法可直接测出轴向力引起的应变?FP，（采用此接桥方式需加温度补偿片，测量精度为2倍，接线如图3-2（b））。
图3-2 接线图
五、实验步骤
1．测量试件尺寸。在试件标距范围内，测量试件三个横截面尺寸，取三处横截面面积的平均值作为试件的横截面面积A0。附表3-1
2．拟订加载方案。先选取适当的初载荷F0（一般取F0 =10% Fmax左右），估算Fmax（该实验载荷范围Pmax≤5000N），分4～6级加载。
3．根据加载方案，调整好实验加载装置。
4．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。
5. 加载。均匀缓慢加载至初载荷F0，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，依次记录应变值?FP和εM，直到最终载荷。（附表3-2，半桥单臂测量E、e
- 8 -
数据表格；附表3-3、对臂桥路测量数据表格；附表3-4，邻臂桥路测量数据表格。）
6．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。 六、实验结果处理
1．求实测弹性模量E
?F?P?1??22， E??FP
?FP?A02．求实测偏心距e
?M??1??22hb2?E??M， e?
6??FP3．应力计算（用已知的E、e） 理论值
?max?FP6??FP?e ??2?minA0hb 实验值（?FP、?M见表3-8和表3-9）
?max?E(?F??M)， ?min?E(?F??M)
PP
表3-1 偏心拉伸试件相关数据
试 件 厚度h（mm） 宽度b（mm） 横截面面积A0=bh（mm） 2截面尺寸 已知：弹性模量 E = 210 GPa，泊松比 ?= 0.26，偏心距 e= 10 mm - 9 -
表3-2 半桥单臂(1/4桥)测量弹性模量E、偏心距e
载荷（N） 应 变 读 数 /?? FP ε1 △ε1 平均值 ε2 △ε2 平均值 轴力应变?F P1000 2000 3000 4000 弯曲应变?M 实测弹性模量E 实测偏心距e 表3-3 对臂桥路（全桥）测量轴力应变?FP
载荷（N） FP 1000 2000 3000 4000 εd 应变读数 /?? △εd ??d ?FP?FP=??d/2= 表3-4 邻臂桥路（半桥）测量弯矩应变?M
载荷（N） FP εd △εd 1000 2000 3000 4000 应变读数 /?? ??d ?M
?M=??d/2= - 10 -
实验二：弹性压杆临界力与钢压杆极限承载力的比较实验
一、实验目的
1．观察钢压杆失稳现象，理解钢压杆“极值点失稳”的实质。
2．测定常见支承约束条件下钢压杆失稳的极限载荷Fjx，分析支承约束条件对压杆失稳的影响，并与中心压杆的欧拉临界压力Fcr进行比较。
3．绘制常见支承约束条件下钢压杆的屈曲模态和压力位移曲线。 二、预习思考
1．欧拉的理想压杆模型有何特征？实验中的压杆与理想压杆有何区别？ 2．为什么说欧拉压杆承载力公式是在小变形条件下导出的？ 3．不同的支承约束方式对压杆的临界载荷有何影响？材料力学中是以什么参量来表示这种影响的？
三、实验仪器和设备
1．多功能压杆稳定试验装置
试验装置的结构简图如图3-3所示，它由底板、顶板和四根立柱构成加力架。在顶板上安装了加力和测力系统。采用螺旋加力方式，拧进顶部的加载手轮（加力旋钮）使丝杠顶推压头向下运动，即可对压杆加载。测力传感器中的弹性敏感元件置于丝杠和压头的芯轴之间。位移传感器为机电百分表，也装于顶板，通过承托卡感应压头的位移。这两种传感器的弹性元件上的电阻应变计均联接成全桥电路，输出的应变信号通过电缆接入仪器的相应插座，经放大和模数（A/D）转换，直接显示力值和位移值。
试验装置配备的支承有：下端铰支2副，中间约束卡1副；上铰支承（滚珠帽）1副。
图3-3 压杆稳定试验台 图3-4 压杆稳定试样
2．压杆试件
压杆试件如图3-4所示，压杆和托梁均由65Mn弹簧钢制成，材料弹性模量E=210GPa，
2
屈服极限?S为785MPa，试件截面尺寸为 b（宽）×t（厚）=20×2mm，各种支承条件下压杆的计算长度参考图中的有关尺寸（Li）。
- 11 -
相关推荐：
loading