杆件轴力、弯矩测试原理

杆件结构实验的目的在于研究不同杆件结构在给定荷载下的内力分布，实验流程为设计实验结构类型→确定加载方式→分析内力分布→确定实验方案→加载测试→根据测试结果设计新的结构形式或加载方案，如此循环。结构力学实验的最终结果是要将实测值与理论值相比较，对杆件结构实验而言，通常两者比较的数值为轴力、弯矩及结点位移。在实际测试时，为不影响结构的力学特性，杆件轴力、弯矩的测试通常采用杆件测试法，具体测试方法如下。

实验前，在杆件的中性轴两侧以及上、下边缘对称粘贴电阻应变片，由于实验杆件为平面应力状态，粘贴应变片时使应变片处于对杆件弯矩敏感的方向，应确保应变片能够测得最大应变，这样中性轴两侧的应变就为由轴力引起的应变与由弯矩引起的应变的叠加。由测得的关于中性轴对称的两点应变ε1和ε2，可得该杆件的轴力为

由同一截面上、下边缘处的两点应变ε1和ε2，可得该杆件截面弯曲产生的最大正应力为

该截面弯矩的大小为

实验中常用杆件的基本参数：圆形截面杆件材料为Q235，弹性模量为210GPa，外径为22mm，内径为20mm；矩环截面杆件材料为Q235，弹性模量为210GPa，宽20mm，壁厚1mm。