基础力学实验竞赛培训题IV-梁的弯曲和剪切(答案)[1]VIP专享VIP免费

石家庄铁道大学基础力学实验竞赛基本理论培训题基础力学实验竞赛基本理论培训题梁的弯曲和剪切一、图示梁受集中力的作用，侧表面贴有三片应变片测量线应变，请问哪一片的测量值与理论值有可能最接近，为什么？答案：片3的测量值于理论之可能最接近，因为，此片的位置在圣维南区的边缘，应变受圣维南区影响最小。二、测出两种材料组合梁（如图1所示）上下边缘两点A、B处应变εA、εB。材料的弹性模量分别为E1、E2（E1>E2）。矩形截面梁高为a。试根据应变实测值判断中性轴位置。解：,[,]式中，I1为第一种材料截面对中性轴Z的惯性矩；I2为第二种材料截面对中性轴Z的惯性矩；yA、yB表示A、B点至中性轴Z的距离。同时，,则；即，又因为，从而可确定中性轴的位置。三、两种不同材料的矩形截面，截面尺寸均为，粘结成悬臂梁如图2所示。外力F作用在弯曲中心上。现测出材料E1中性层上外侧点45°方向应变ε45°。该材料的泊松比为v1。另一种材料的弹性模量及泊松比分别为E2、v2。求：施加的外力F解：设两梁分别承担荷载为，则有静力学关系：。变形几何关系为：，即1123石家庄铁道大学基础力学实验竞赛基本理论培训题由材料中性层上外侧点的应力单元体知：==，故：四、矩形截面梁在自由端B处受一力偶M的作用，如图示。为测定自由端B处的挠度和转角，实验者在固定端A的上下底部各贴一相同的应变片，加载后应变仪的度数为r=120×10-5。已知梁长l=500mm，矩形截面b=10mm，h=20mm。加载变形的过程中为线弹性。解：由题意可知应变片贴片为半桥线路，温度补偿为工作片补偿。∴mm3=0.03rad=1.72°=7.5mm(↑)五、图示悬臂梁在C截面作用向上集中力F，在BC段作用向下均布载荷q。在A截面的顶部测得沿轴向线应变，在中性层与轴线成-45°方向的线应变为。材料的弹性摸量E=200GPa，泊松系数μ=0.3，试求载荷F及q的大小。解：A截面弯矩在A截面中性层处取单元体如图，其主应力；02；；主应变由；2bhlMAB石家庄铁道大学基础力学实验竞赛基本理论培训题得六、图a所示操纵连杆，横截面的面积为A，材料的弹性模量为E，要求测出连杆所受拉力F，试确定测试精度较高的贴片与接线方案，并建立相应的计算公式。解：（1）操纵连杆主要承受轴向拉力，但是，实际连杆难免存在一定程度的初弯曲和偏心。为了消除弯曲和温度变化的影响，可在连杆某截面的上下表面沿杆轴方向分别粘贴工作应变片1与4，并将粘贴有补偿应变片2与3的补偿块置于工作片附近，然后将上述四个应变片连接成图b所示全桥线路。（2）测试结果与计算，当连杆受力后各应变片所反应的应变分别为根据电桥测试原理，得应变仪的读数为上式表明，当采用上述方案进行测试时，不仅可以消除弯曲与温度变化的影响，而且可以将读数灵敏度提高一倍。应变测定后，根据胡克定律得连杆的拉力为七、图示矩形截面钢梁受两个集中力作用，材料的弹性模量E=200GPa，泊松比v=0.32，梁长l=2m，a=400m，b=60mm，h=120mm。在距中性层的点m处测得与x轴成方向的线应变，试求力F大小。解：点m处于单向应力状态，应变，，由cos222yxyx，得，点m处的应力。又，则得力。八、静态测量稳定性的影响因素有哪些？答：（1）应变片绝缘电阻变化的影响；（2）温度变化影响；（3）电阻应变预加载荷处理；（4）外界电磁场影响；（5）其它因素的影响，如应变片粘合剂未完全固化，导线焊接质量不好，接线柱接触不良等都会引起读3h/4aFxFalmbhzy石家庄铁道大学基础力学实验竞赛基本理论培训题数漂移。九、一枚应变片（=120Ω，=2.00）粘贴于轴向拉伸试件表面，应变片轴向与试件轴向平行。已知试件的弹性模量E=2.0×1011N/m2，宽度b=20mm，厚度h=1.5mm，载荷P=120N，试计算：(1)应变片的电阻变化量△R；(2)若供桥电压U=3V时，电桥的输出电压△U为多少？解：（1）试件所受的应力为由胡克定律：得由得故：应变片电阻变化量(2)电桥的输出电压十、为什么要在测量钢梁应变时，贴温度补偿片？答：被测量的应变片粘贴在构件上，若温度发生变化，因应变片的线膨胀系数与构件的线膨胀系数并不相同，且应变片电阻丝电阻也随温度变化而改变，所以测量的应变将包含温度变化的影响，不能...