实验5 曲梁、拱结构应力实验
朱怀亮 编写
一、实验目的
1.测量曲梁与两铰拱结构的轴向应变与应力。
2.由实验结果算出结构的轴力和弯矩，并与理论值比较，分析曲梁和拱结构的受力特点。
二、实验设备
多功能压杆试验台、曲梁与拱装置、应变仪、游标卡尺、直尺等
图16-1 实验装置简图
图16-2 截面应力分布
三、实验装置与实验原理
实验装置如图16-1所示。试件为弹簧钢制成的矩形截面曲杆，圆心角为120o，拱顶有承压座，两侧拱腰的30 o截面处对称地贴有电阻应变片，拱角两端通过辊轴压在两个铰支座上，可产生微小的转动。铰支座置于方形钢管制成的底梁上，其两端装有止推座，调整推力顶丝，可改变支座的约束形式。
实验时，将本装置置于压杆试验台的底版正中，装上传力挺杆，调整好杆长，匀速、缓慢地转动施力旋钮，并通过力传感器即可进行加载实验, 构件的变形由电阻应变片和应变仪测得，并通过应力分布规律导出横截面上的轴力和弯矩。在实验中，通过改变拱址部分的约束条件，可分别完成简支曲梁、二铰拱和无铰拱的实验。
四、实验步骤
1.二铰拱实验
（1）松开蝶形螺母和锁定螺丝，检查支座安装是否妥当，推力顶丝是否顶紧。
（2）安装传力顶杆，保证有足够的行程，并调节好杆长，使初始时顶杆与承载座和滚珠座之间有良好的接触但又基本不受力。
（3）电路连接。
（4）应变仪调整。
（5）正式实验之前，先预压几次，观察试件的变形形式并检验仪器工作是否正常。
（6）分级缓慢加载，并记录各级荷载所对应的应变值。
2.曲梁实验
拆除两端的水平约束，在铰支座下放好减摩垫片，实验程序同二铰拱。
五、数据处理和实验结果分析
1. 记录各级荷载作用下的应变值。
2. 根据实验结果，求出所测截面上的轴力和弯矩，并与理论值比较。
3. 比较曲梁和拱结构的应力和内力，并分析其原因。