一、 实验目的
1. 测定偏心拉伸时最大正应力，验证叠加原理的正确性。
2. 分别测定偏心拉伸时由拉力和弯矩所产生的应力。
3. 测定偏心距e。
4. 掌握偏心拉伸的组合变形分析方法。
二、 实验仪器设备与工具
1. 组合实验台拉伸部件
2. XL2118A系列静态电阻应变仪
3. 游标卡尺、钢板尺
三、 实验原理和方法
如图1所示偏心拉伸试件，R1和R2分别为试件两侧上的两个对称点。在外载荷作用下，受力P，偏心距为e。在试件两侧沿纵向各布置一片应变片R1、R2。由组合变形的分析方法可知，该实验现象相当于在轴向拉力P和弯矩M=Pe共同作用下的问题，根据叠加原理，两侧的横截面上应力为拉伸应力和弯矩正应力的代数和，并且都为单向应力状态。所以有
（1）
（2）
式中，A0—试件横截面面积。
将式（1）和式（2）相加，有
将式（1）和式（2）相减，有
图1 偏心拉伸试件及布片图 图2 弯矩应变及轴向应变接线图
根据桥路原理，采用不同的组桥方式，即可分别测出与轴向力及弯矩有关的应变值。从而进一步求得弹性模量E、偏心距e、最大正应力和分别由轴力、弯矩产生的应力。
可直接采用半桥单臂方式测出R1和R2受力产生的应变值ε1和ε2，通过上述两式算出轴力引起的拉伸应变εP和弯矩引起的应变εM；也可采用邻臂桥路接法可直接测出弯矩引起的应变εM，（采用此接桥方式不需温度补偿片，接线如图2（a））；采用对臂桥路接法可直接测出轴向力引起的应变εP，（采用此接桥方式需加温度补偿片，接线如图2（b））。
于是，由试件两侧的线应变即可求得偏心力P和偏心距e。
（3）
（4）
因此，只要测得两侧的线应变，已知弹性模量E，即可求得截面的最大拉应力、偏心力和偏心距。
测量电桥可直接采用半桥单臂方式测出R1和R2受力产生的应变值ε1和ε2；也可采用邻臂桥路接法可直接测出弯矩引起的应变（ε1-ε2），（采用此接桥方式不需温度补偿片，接线如图2（a））；采用对臂桥路接法可直接测出轴向力引起的应变（ε1+ε2），（采用此接桥方式需加温度补偿片，接线如图2（b））。
实验接线方式
1. 直接测量拉伸试件上两侧应变片受轴力拉伸变形和弯矩产生的弯曲变形时，实验接桥采用1/4桥（半桥单臂）方式，应变片与应变仪组桥接线方法如图所示。使用拉伸试件上的两侧的应变片（即工作应变片）分别连接到应变仪测点的A/B上，测点上的B和B1用短路片短接；温度补偿应变片连接到桥路选择端的A/D上，桥路选择短接线将D1/D2短接，并将所有螺钉旋紧。
2. 测量偏心力产生的的变形时实验接桥采用半桥对臂方式，应变片与应变仪组桥接线方法如图所示。将试件上两侧的应变片（即工作应变片）连接到应变仪测点的A/B和C/D上，温度补偿片接到应变仪测点的B/C和A/D上，测点上的B和B1用短路片断开，桥路选择短接线悬空，并将所有螺钉旋紧。此时，应变仪显示的应变值为实际轴力产生的应变值的2倍，即在计算时应将显示值除以2。
3. 测量弯矩产生的的变形时实验接桥采用半桥邻臂方式，应变片与应变仪组桥接线方法如图所示。将试件上两侧的应变片（即工作应变片）连接到应变仪测点的A/B和B/C上；桥路选择端的A/D点悬空，测点上的B和B1用短路片断开，桥路选择短接线连接到D2/D3点，并将所有螺钉旋紧。此时，应变仪显示的应变值为实际弯矩产生的应变值的2倍，即在计算时应将显示值除以2。
四、 实验步骤
1. 设计好本实验所需的各类数据表格。
2. 测量试件尺寸。在试件标距范围内，测量试件三个横截面尺寸，取三处横截面面积的平均值作为试件的横截面面积A0。附表1
3. 拟订加载方案。可先选取适当的初载荷P0（一般取P0=10%Pmax左右），估算Pmax该实验载荷范围Pmax≤5000N），分4～6级加载。
4. 根据加载方案，调整好实验加载装置。
5. 按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。
6. 加载。均匀缓慢加载至初载荷P0，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录应变值ε1和ε2，直到最终载荷。实验至少重复两次。附表2，半桥单臂测量数据表格，其他组桥方式实验表格可根据实际情况自行设计。
7. 作完实验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。
五、 注意事项
1. 测试仪未开机前，一定不要进行加载，以免在实验中损坏试件。
2. 实验前一定要设计好实验方案，准确测量实验计算用数据。
3. 加载过程中一定要缓慢加载，不可快速进行加载，以免超过预定加载载荷值，造成测试数据不准确，同时注意不要超过实验方案中预定的最大载荷，以免损坏试件；该实验最大载荷5000N。
4. 实验结束，一定要先将载荷卸掉，必要时可将加载附件一起卸掉，以免误操作损坏试件。
5. 确认载荷完全卸掉后，关闭仪器电源，整理实验台面。
附表1 （试件相关参考数据）
试件 | 厚度h（mm） | 宽度b（mm） | 横截面面积A0=bh（mm2） |
截面Ⅰ | 4.8 | 30 |
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截面Ⅱ | 4.8 | 30 |
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截面Ⅲ | 4.8 | 30 |
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平均 | 4.8 | 30 |
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弹性模量 E =206 GPa |
泊松比 μ= 0.26 |
偏心距 e= 10 mm |
附表2 （实验数据）
载荷(P-N) | 测量值（με） |
测点 | 测点 |
通道 | 通道 |
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平均值 |
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六、 实验结果处理
1. 求偏心力
2. 求偏心距e
3. 应力计算
理论值
实验值(偏心孔靠近R1)
