梁的主应力测定在工程实践中有重要意义，特别是在建筑工程类院校中意义更为重大，该试验所测定的梁的主应力方向，给钢筋混凝土梁的主筋走向提供设计上的依据。

一、实验目的

1、用试验方法测定平面应力状态下主应力的大小和方向；

2、熟练掌握电阻应变义的使用；

二、设备及工具

1、力学实验教学中心自行设计制造的GWJ-50型杠杆式弯曲试验机；

2、电阻应变仪；

3、游标卡尺、钢板尺；

三、实验原理

本试验采用三点弯曲工字梁。载荷及应变花粘贴位置如图4—1所示：

图4—1  载荷及应变花粘贴位置

我们知道，一个测点上的贴片数和贴片方向，要由该点的应力状态确定。由广义虎克定律：

可知：如果主应力方向一致，则可令上式中

得         

可见在两向应力状态下，当主应力方向已知，只需沿两个主方向粘贴两个应变片就可以满足要求，因此，在梁中性层A点位置，我们按45°粘贴了一个直角应变花。

如果主应力方向无法预先判定，则由

或

可知，若在三个方向（α₁、α₂、α₃）测出三个应变值ε_α1、ε_α2、ε_α3，将测量结果代入上示任意一式，然后联立求解，得出

ε_x、ε_y、γ_xy之值

再按照

求出主应变ε₁和ε₂之值及主应力方向与x轴的夹角α₀，最后，由

求出主应力值。

在梁中性层与边缘之间的位置上B，我们粘贴了一个“Y型”应变花，这样就可以满足试验要求。

四、实验数据处理

数据记录表格