综合性实验指导书
实验名称：静态电阻应变仪和机械仪表的使用方法和试验技术
实验项目性质：综合性试验
所涉及课程：建筑结构试验
计划学时：2学时
一、实验目的
1．测定梁纯弯曲时横截面上的正应力大小及分布规律，并与理论值比较，以验证弯曲正应力公式。
2．观察正应力与弯矩的线性关系。
3．了解电测法的基本原理、电阻应变仪及机械仪表的使用方法。
二、实验内容
通过测试小型钢梁弯曲应变及挠度，要求学生掌握结构试验常用的静态电阻应变仪和机械式仪表的使用方法和试验技术。
三、实验（设计）仪器设备和材料清单
1．弯曲梁实验装置和贴有电阻应变片的矩形截面钢梁。
2．静态数字电阻应变仪（YJ-26）。
3．直尺。
4．百分表及其表座5套。
四、实验原理
梁纯弯曲时横截面上的正应力公式为
，式中M为作用在横截面上的弯矩，Y为欲求应力点到中性轴Z的距离，Iz为梁横截面对中性轴的惯性矩。本实验采用矩形截面钢梁，实验时将梁的支承及载荷情况布置如图1-1所示，梁的CD段为纯弯曲，在梁的CD段某截面不同高度（四等分点）处贴五片电阻应变片，方向平行梁轴，温度补偿片粘贴梁上不受力处，当纯弯梁受载变形时，利用电阻应变仪测出各应变片的应变值（即梁上各纵向应变值）ε实。由于纵向纤维间不互相挤压，故根据单向应力状态的虎克定律求出应力σ实=Eε实。E为梁所用材料的弹性模量。为了减少测量误差，同时也可以验证正应力与弯矩的线性关系，采用等量加载来测定沿高度分布的各相应点的应变，每增加等量的载荷
F，测定各点相应的应变一次，取应变增量的平均值ε实。求出各应力增量σ实=Eε实，并与理论值
进行比较，其中M=
Fa，从而验证理论公式的正确性。
图1-1 纯弯梁示意及仪器布置图
五、实验步骤及结果测试
1．实验步骤
（1）将梁放在实验装置的支座上。注意应尽量使梁受平面弯曲，用尺测量力作用点的位置及梁的截面尺寸。
（2）检查安装的仪表是否符合要求并调零。
（3）在确保梁的最大应力小于材料的比例极限σp前提下，确定加载方案。
（4）将梁上各测点的工作应变片逐点连接到应变仪的A、B接线柱上，而温度补偿片接在B、C接线柱上。按电阻应变仪的使用方法，将应变仪调整好。
（5）先加载至初载荷，记录此时各点的应变值，然后每次等量增加载荷ΔF，逐次测定各点相应的应变值，直到最终载荷终止。卸载后，注意记录各测点的零点漂移。
（6）检查实验数据是否与离开中性轴的距离成正比，是否与载荷成线形关系，结束工作。
2．结果测试
（1）根据实验记录，将载荷、各测点相应的应变读数及读数增量填写在报告记录表中。
（2）计算各测点的应变增量平均值ε实及应力增量平均值σ实，梁的弹性模量E为210 GPa。
（3）根据理论公式求出在弯矩增量M=
Fa作用下的应力增量σ理。
（4）将不同点的σ实与理论公式求出的σ理分别画在坐标纸上（纵坐标为点的位移，横坐标为应力值）进行比较。
3．注意事项
（1）加载荷前要检查梁受载是否在纵向对称面内。
（2）应变仪调好后，不要移动和碰、触应变片的连线，以免造成测量误差。
六、考核形式
1．实验考核办法
一般课程实验考核，采用日常考核、操作技能考核和评阅实验报告等多种形式。
日常考核的主要内容：预习情况、实验原始记录、数据分析与处理能力和出勤率。
操作考核的主要内容：实验原理、实验理论、实验技术和实验方法，实验仪器设备的操作技能、实验常见问题的分析与处理。
2．实验成绩评定
（1）课程实验成绩按教学大纲要求按比例归入课程总成绩。
（2）课程实验旷到一次者，成绩以不及格论。课程实验成绩不合格者，不得参加该门课程的考试。
（3）考核成绩，可按优、良、中、及格、不及格五级记分制进行评定，但在计算成绩时，需按以下办法转换成百分制。
优秀：90～100分；良好：80～89分；中等：70～79分；及格：60～69分；不及格60分以下。
（4）课程实验成绩不及格者必须重修，重修学生所发生的耗材等费用自理。
（5）在评阅实验报告时指导教师若发现有抄袭作弊现象，上报院教学指导小组，学院对当事人按学籍管理办法处理，实验成绩以不及格论处。
七、实验报告要求
试验报告应包括：试验名称、试验目的、仪器设备名称、规格、量程，试验记录及结果等。
八、思考题
1．你认为实验值与理论值的误差原因有哪些？
2．采用等量加载的目的是什么？
3．弯曲正应力的大小是否会受到弹性模量E的影响，其应变值与弹性模量有关吗？
4．如考虑梁的自重，所得梁上各点的应力是否有变化？
