组合梁弯曲应力的应变片粘贴及测试课程设计

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1、 1 创新课程设计 （组合梁弯曲应力的应变片粘贴及测试） 学 校： 班 级： 10 机 41 学 号： 姓 名： 指导老师： 自 2012 年 12 月 24 日至 2013 年 1 月 4 日 2 目录 前言 . 3 第一章 设计目的 . 4 第二章 主要内容 5 第三章 理论知识 6 3.1 简支梁 . 6 3.2 纯弯曲 . 6 3.3 两梁叠合 . 7 第四章 实验内容 8 4.1 主要设备 . 8 4.2 应变片工作原理 8 4.3 实验原理 . 9 4.4 实验步骤 12 第五章 结果分析 . 22 5.1 试件尺寸及材料属性. 22 5.2 理论知识 23 5.3 实验数据 24

2、 5.4 误差分析 26 第六章 设计小结 . 28 第七章 参考文献 . 29 3 前言 创新课程设计是每个大学生检验自己理论知识的一种能力测试， 是一种能力的拓展。通过创新课程设计，我们可以将各种理论知识融 会贯通， 也可以在原先的基础上弥补自己知识的残缺，更可以掌握更 先进的理论知识。总之，开展创新课程设计对于我们是十分有利的。 我们这两个星期的课程设计是通过实验的方式来检验叠合梁理 论结果与实验结果的差距， 同时分析叠合梁与整体梁在受同样大小力 时各个点应力的不同。 本课题主要是利用材料力学知识对组合梁的理 论计算公式的推导，通过 1/4 桥进行应力的测试。 总之， 本课题对提高学生的

3、理论知识与工程实践相结合的能力以 及分析、解决工程问题的能力、动手能力有很大的帮助和重要意义。 4 第一章 设计目的 在工程实际中，梁是一种常见的构件，有时为了加固梁，采用上 下叠合的方式， 从而形成叠合梁或称为组合梁或者复合梁， 准确的说， 由两种或两种以上的材料所构成的梁，称为组合梁（复合梁） 。梁的 叠合方式不同对梁的应力和抗裂性有很大的影响， 因此叠合方式的恰 当选择显得尤为重要。在工程结构或机械中，为保证其正常工作，构 件应有足够的能力负担起应当承受的载荷。因此应当满足一下要求： （1）强度要求 在规定载荷作用下的构件不应破坏。 （2）刚度要求 在载荷作用下，构件即使有足够的强度，但

4、若 变形过大，仍不能正常工作。 （3）稳定性要求 构件应有足够的保持原有平衡形态的能力。 材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设 计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。 由于材料力学知识研究变形固体时常要以下列假设为基本前提： 1.连续性假设 假设物体内部充满了物质，没有任何空隙。 2.均匀性假设 假设物体内各处的力学性质是完全相同的。 3.各向同性假设 假设材料在各个方向的力学性质均相同。 所以理论结果与实际结果会存在差距，需要由试验来验证，还有 一些尚无理论结果的问题，须借助试验方法来解决。通过两种方式的 比较来获得与实际结果更接近的值， 为工程实际问题的解

5、决提供了方 便。 5 第二章 主要内容 1.在材料力学多功能实验台上测定单梁的纯弯曲正应力实验； 2.对叠合梁清洗，贴应变片，焊接线路； 3. 在材料力学多功能实验台上测定叠合梁的纯弯曲正应力实 验。 6 第三章 理论知识 3.1 简支梁 简支梁就是梁的两端搭在两个支撑物上， 梁端和支撑物铰接， 支撑物只能给梁端提供水平和竖直方向的约束，不能提供转动约 束的梁。 现实看是只有两端支撑在柱子上的梁， 主要承受正弯矩， 一般为静定结构。体系温变、混凝土收缩徐变、张拉预应力、支 座移动等都不会在梁中产生附加内力，受力简单，简支梁为力学 简化模型。 简支梁 3.2 纯弯曲 梁的横截面上同时存在剪力和弯

6、矩时，这种弯曲称为横弯曲。剪 力 是横截面切向分布内力的合力；弯矩 M 是横截面法向分布内力 的合力偶矩。所以横弯梁横截面上将同时存在剪应力 和正应力 。 实践和理论都证明，其中弯矩是影响梁的强度和变形的主要因素。因 此，讨论 Q = 0，M = 常数的弯曲问题，这种弯曲称为纯弯曲纯弯曲。 与扭转相似，分析纯弯梁横截面上的正应力， 同样需要综合考虑 变形、物理和静力三方面的关系。 7 3.3 两梁叠合 由两种相同或不同材料的梁直接叠合或通过螺栓连接在一起组 成叠合梁。 假设在弯曲时两梁界面产生了相同的曲率 发生相同变形时，界面固定时所承担的弯矩值为界面自由时的 4 倍，单根梁的 8 倍。 0 1 = E I M 总 0 0 8 = 4 EI MM 总 3 0 b2 =8 12 h II 8 第四章 实验内容 4.1 主要设备： 1.材料力学多功能实验台、纯弯曲试验装置一套，XL2118A 型应 力、应变综合参数测试仪一台； 2.温度补偿块、螺丝刀等。 4.2 应变片工作原理