实验五叠(组)合梁弯曲的应力分析实验一、实验目的和要求1.进一步掌握电测法的基本原理,及应变仪的操作与使用。2.测定叠梁在纯弯曲时,梁高度各点正应力的大小及分布规律,并与理论值作比较。3.通过实验测定和理论分析,了解两种不同组合梁的内力及应力分布的差别。4.学习多点测量技术。二、实验设备和仪器微机控制电子万能试验机,静态应变仪,游标卡尺等。三、实验原理和方法在实际结构中,由于工作需要,把单一的梁、板、柱等构件组合起来,形成另一种新的构件形式经常被采用。如支承车架的板簧,是由多片微弯的钢板重叠组合而成;厂房的吊车的承重梁则是由钢轨、钢筋混凝土梁共同承担吊车和重物的重量。实际中的组合梁的工作状态是复杂多样的,为了便于在实验室进行实验,实验仅选择两根截面积相同的矩形梁,按以下方式进行组合:( 1)用相同材料组成的叠梁;( 2)楔块梁。用电测法测定其应力分布规律,观察两种形式组合梁与单一材料梁应力分布的异同点。叠梁在横向力作用下,若上、下梁的弯矩分别为M 1 和 M 2,由平衡条件可知,M1+ M 2 =M 若变形后,每根梁中性层的曲率半径分别为ρ 1 ,ρ 2 ,且有h1h2 21 2 则由梁的平面弯曲的曲率方程可知:1 M 1 1 M 2 E1I 1 ,E2I 2 1 2 式中 E1I 1 和 E2I2 分别是上、下梁的抗弯刚度。在小变形情况下(忽略上、下梁之间的摩擦,两者的变形可认为一致),它们的曲率半径远远大于梁的高度,因此可以认为21,故有M 1 M 2 E1I 1 E2I2 (1) 当叠合梁材质和几何尺寸相同,即E1=E2,I 1=I2,有E1I1E2I2, M1M2 (2) 当叠合梁分别为钢和铝时,且钢材与铝材的弹性模量分别为El=2.07 ×105Mpa ,E2=0.69 ×105MPa ,即 El=3E2,同时 I 1=I 2=I 时,则有M 1 M 2 , M1 3M 2 3E2I1 E2 I 2 由此可知,当叠合梁的材质和惯性矩相同时,弯矩是由参与叠合梁的根数进行等分配的;当材料不同时,其弯矩是依据抗弯刚度来进行分配的。因此,材质不同的两根梁组成的叠合梁(惯性矩相等),在离各自中性层等距离点的应力是不等的。弹性模量大的材质应力较大,反之,弹性模量小的材质,应力较小。本实验采用钢—钢叠合梁和钢—钢材料组成的楔梁(在试样的两端,在两根梁的接合面上各加一个楔块)以及整梁。材料的弹性模量 E 相等,所有单根梁的截面几何尺寸相等。图 7-1 l 一纯弯曲压头; 2 一上梁; 3--T 梁; 4 一弯曲台实...