[摘 要] .................................................................... 1 前言 ........................................................................ 3 第一章 绪论 ................................................................. 4

1.1研究意义 ............................................................. 4 1.2组合梁问题的研究现状 ................................................. 4 1.3研究内容及研究方法 ................................................... 5 ........................................................................ 5 第二章 弯曲理论及实验方法简介 .............................................. 6

2.1 弯曲应力 ............................................................ 6 2.2 应变片电测法 ....................................................... 11 2.3 有限元法及有限元软件简介 ........................................... 18 第三章 叠合简支梁的纯弯曲应力分布 ......................................... 22

3.1分析模型 ............................................................ 22 3.2 两种叠合梁应力公式的推导 ........................................... 22 第四章 叠合梁的弯曲应力测试 ............................................... 25

4.1实验原理 ............................................................ 25 4.2实验步骤 ............................................................ 26 4.3实验结果处理方法 .................................................... 26 4.4无销钉约束的叠合梁 .................................................. 26 4.5有销钉约束的叠合梁 .................................................. 27 第五章 叠合梁弯曲应力的数值模拟 ........................................... 29

5.1无销钉约束叠合简支梁 ................................................ 29 5.2有销钉约束叠合简支梁 ................................................ 33 第六章 结论及展望 .......................................................... 39

6.1本文结论 ............................................................ 39 6.2 工作展望 ........................................................... 39 后记 ....................................................................... 40 参考文献 ................................................................... 41

徐州师范大学本科生毕业设计 组合梁弯曲应变片粘贴及应力的测试和数值模拟

组合梁弯曲应变片粘帖及应力测试(题目和页眉一致)

[摘 要]：本文运用材料力学的相关知识，推导出两种类型叠合简支梁(一：无销钉约束；二：有销钉约束)在受对称集中力作用时的应力计算公式，研究结果表明：无销钉约束的叠合梁弯曲时，应力分布与单梁基本相似，上、下层中横截面上的弯曲应力沿高度分别按直线分布，在距各自的中性轴最远处的弯曲应力最大，各自的中性轴上的弯曲应力为0（零）；有销钉约束的叠合梁弯曲时，应力分布与将两梁整合为一根梁的应力分布相似，在距各自的中性轴最远处的弯曲应力最大，中性轴与叠合面基本重合，即距叠合面最近的地方应力最小。

为了检验所得公式的正确性，本文采用应变片电测法试验，分析比较实验结果和理论结果，二者基本吻合验证了理论公式的正确性。实验的另一个重要部分就是应变片的粘贴，本文介绍了应变片的相关知识及应变片的粘贴技术。

此外，本文还运用了有限元分析软件ANSYS10.0对两种形式的叠合简支梁进行了数值分析，进一步验证了所得理论公式的正确性。

[关键词]：叠合梁；弯曲；实验；应力；应变片粘贴；有限元

1

徐州师范大学本科生毕业设计 组合梁弯曲应变片粘贴及应力的测试和数值模拟

Composite bending strain stick and stress testing

[Abstract]：Using the mechanics of materials， this paper deduces the related knowledge of two different types of composite beam under symmetrical stress concentration of the formula for calculating the masterpiece serrasalmus and research results show that: the composite beam bending pin constraints, stress distribution and single basic similar， and lower in cross-section bending stress along the height of the linear distribution，from their respective neutral axis in the maximum bending stress, and their respective neutral shaft bending stress is 0.The composite beams is bent pin constraints, stress distribution and will be integrated into one of two beams, the stress distribution in the respective similar neutral axis of the most distant maximum bending stress, neutral axis and composite surface, which is the basic of local stress of composite surface recently.

In order to test the correctness of the formula, this paper obtained by strain test method, analysis and comparison test results and the theoretical results, two basic agreement, the correctness of the theoretical formula. The experiment is another important parts of the strain gauge stickup, this article introduces the related knowledge and the strain of the strain gauge stickup technology.

In addition, this paper also using the finite element analysis software ANSYS10.0 of two types of composite beam on the numerical analysis, further verifies the validity of the theoretical formula income.

[Keywords]：Composite beam; Bending; Experimental; Stress; Strain paste; Finite element

analysis

2

徐州师范大学本科生毕业设计 组合梁弯曲应变片粘贴及应力的测试和数值模拟

前言（此部分内容放入绪论研究意义中）

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，从而形成叠合梁异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，

【1】

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，使梁在强度、刚度、耐腐蚀性等方面具有优势，并具有良好的经济性，因此叠合梁广泛应用于各个领域，许多构件都做成叠合梁的形式以便增强构件的受力性能，比如汽车使用的叠板弹簧、上海南浦大桥与杨浦大桥的主桥部分用的钢梁与混凝土桥面相结合的叠合梁【2】等等。本课题主要是利用材料力学知识分两种叠合情况对组合梁的理论计算公式的推导、应变片的粘贴、应力的测试、用Ansys进行数值模拟的等几个方面进行研究和探讨。

首先，对于组合梁的理论计算公式的推导在文献【3-5】中已给出相关的理论推导，而本课题主要是参考文献中给出的计算方法，自己推导出理论计算公式，从而更好的理解和掌握组合梁的相关计算。

其次是实验部分，采用应变片电测法，这一方法广泛的应用于工程中测量构件的应变。此外，该实验可以增加学生对组合梁组合材料力学性能的感性认识，能够更好的所学的理论知识与工程实践想结合，提高学生的分析工程问题、解决工程问题的能力。在应变片电测实验中，应变片的粘贴工艺是非常重要的一个环节。在文献【6】中详细的介绍了应变片的粘贴工艺，应变片粘贴得好坏，直接影响到构件表面的应变能否正确、可靠的传递到敏感栅，进而影响产生误差影响实验结果。掌握应变片粘贴工艺对于以后的工作、研究有很重要的意义。

最后，用Ansys软件进行数值模拟，比对结果，改进方法，减小误差。在工程实际中，Ansys软件应用的非常广泛，掌握这一软件对解决一些实际工程问题有很大的帮助。

总之，本课题对提高学生的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。

3