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1、1材料力学综合实验指导书与报告材料力学综合实验指导书与报告（弯扭组合实验）专 业_班 级_学 号_姓 名_授课教师_指导教师_铜陵学院机械工程系实验中心铜陵学院机械工程系实验中心2薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验一实验目的一实验目的1.掌握用电测法测定复合应力状态下一点应力状态的方法。2.通过实验熟练掌握用平面应力应变分析方法分析一点应力状态。3.通过实验熟悉各种电桥桥路布置，掌握用电测法测量复杂应力状态的方法。二实验仪器和设备二实验仪器和设备1空心圆管实验装置；2电阻应变仪。三实验原理三实验原理薄壁圆管受力简图如图 1 所示。薄壁圆管在力作用下产生弯扭组合变形。F薄壁圆管材料为铝合金，其弹性
2、模量为 70,泊松比为 0.32。薄壁EGPa圆管截面尺寸如图 2 所示。由材料力学分析可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩。-截面现有、两个测点，其应力状态为平面应力状态。每点AB处已按 450、00、+450方向粘贴一枚三轴 450应变花,如图 3 所示。FAB3240xy45 45AB45 45902703R4R5R6R2R1R图 2图 3图 1250260210II3四实验内容及方法四实验内容及方法1. 指定点的主应力大小和方向的测定 薄壁圆管、两个测点，其表面都处于平面应力状态，如图 4.1 采用单AB臂桥路，用应变花测出三个方向的线应变，然后运用应变-应力换算关系求出主应力的大小
3、和方向。若测得应变 -45、0、45 ，则主应力大小的计算公式为 2 4502 04545452 31 21 21 1 E主应力方向计算公式为或 04545045452tg454504545 22tg2. 弯矩、扭矩所分别引起的应力的测定a. 弯矩 M 引起的正应力的测定只需用、两测点 00方向的应变片组AB成图 4.2 所示半桥线路，就可测得弯矩 M 引起的正应变 2Md M然后由虎克定律可求得弯矩 M 引起的正应力 2Md MMEEb. 扭矩 T 引起的剪应力的测定用、两被测点-450、450方向的AB应变片组成图 4.3 所示全桥线路，可测得扭矩 T 在 450方向所引起的线应变4Td
4、T由广义虎克定律可求得剪力 T 引起的剪应力 仪器内部电阻补偿片图 4 电桥桥路布置ABCDABCD2R5RABCD1R 3R6R4R图 4.1图 4.2图 4.344 12TdTd TEG五实验步骤五实验步骤1. 接通测力仪电源，将测力仪开关置开。2. 将薄壁圆管上 A、B 点的应变片按单臂、半桥、全桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。3.将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级 10N，加至 50N，记录各级载荷作用下应变片的读数应变，然后卸去载荷。4. 按图 4 各种组桥方式，重复实验步骤 3，分别完成弯矩、扭矩所引起应变的测定。六实验数据及结果处理六实验数据及结果处理实验数据 1 单臂测量 A、B 点主应力大小及方向A B 读数应变载荷-450（R1）00（R2）450（R3）-450（R4）00（R5）450（R6）P (N)P (N) () () () () () () () () () () () ()()均d56实验数据 2 半桥测量弯曲正应力 全桥测量扭转切应力读数应变载荷弯矩（M）扭矩（T）P (N)P (N)Md ()Md ()nd ()nd ()()均d应力 2mMNMT7七思考题1测定由弯矩、扭矩所引起的应变，还有哪些接线方法，请画出测量电桥的接法。2本实验中能否用二轴 450应变花替代三轴 450应变花来确定主应力的大小和方向？为什么？
