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1、槽钢变形实验方案一、实验目的：通过实验，求出槽钢所受载荷的大小，方向和作用点 二材料和设备：10号槽钢；XL-2118C静态电阻应变仪三实验方案：1、贴片方案LIL2於战变片。脱寺片马应童片2一-二可亍莒：斗F=F弓通过讨论与分析我们小组决定贴 6 个应变片，应变片 1，2 贴在 y-y 中性轴 面与上翼板的交线上，图中所标注距离为15.2mm；应变片3,4贴在x-x中性轴 面与腹板的交线上，图中所标注距离为h/2=50mm；应变片5与该轴线呈45度角, 应变片6与该轴线呈135度角；用于求出扭转时的切应力。图中L2为已知，L2 取 24cm。2、理论计算：首先将加载的力分解成 F ,F ,F
2、 ，F ,F 分别简化到槽钢的弯曲中心计算，x y z x y下面均默认是通过这种方式计算。 F 简化到槽钢形心计算，由于其在截面产生 z的弯矩较小，故将其忽略不计。计算扭矩时，再讨论从施力点到弯曲中心的距离应用弯曲正应力公式：故由F ,F ,F产生的正应力分别为:(1)(2)fff(3)fff故总的正应力为:(4)由上述结果，可以计算出槽钢上各点正应力的理论值.1、相关实验计算:由于本实验中贴片均在各自所在面中性轴上，所以 F 对贴片 1，2 没有应力产生， x而F对贴片3, 4也没有应力产生。但是轴力F对贴片1, 2, 3, 4均有应力产 yz生。故贴片 1,2 的弯曲应力可知:M 二 F
3、 L (7) M 二 F (L + L )(8)1 y 12 y 12Mx FMx Fb 二 + r (9) b 二M + r (10) M = F L (11) M = F (L + L )(12)3 I A4 I A3 x 14 x 12yy联立(5)(6)(7)(8)四个方程可得：b -b IF = 2+ xy y L2(13)b -b L A=b A 2111L2(14)联立（9）（10）（11）（12）四个方程可得：b b IF =34 (15)x x L2联立（9）（14）（15）三个方程可得：L =312 （16）, 其中 L = 24mm1 b b b +b24321而由广义胡
4、克定律（以应变片 1 为例）： =丄（b Ub ）,b近似为零；1 E x y y所以 =21，即b = E，应变片2,3,4同理。1 E11由此可以求出L，便可以知道加力点到贴片1的水平距离。1由力的合成定理得：F =F 2 + F 2 + F 2（17）xyz而加力点到贴片 1 的沿 x-x 方向的距离则由扭矩求得，方法如下： 槽钢截面最大切应力：T-8T =max （18）maxIt它发生在横截面上壁厚最大的狭矩形长边边缘上。T为整个横截面的扭矩。 对于槽钢：面求整个截面的扭矩：将 F , F 向弯曲中心简化得到： xy公式为：T 二 M + M (19)e1e 2M 二 F - H (
5、20)e1yhM = F (21)e 2x 2目的是为了求出H；先可以通过应变片5, 6求出工。对 5,6 处进行应变分析：(将其分成纯扭和纯拉)由上图：CT= T +, c = T + 45 2 135 211c& = (c -DC )二一 (1+U)T + (1 -U)45 E 45135 E211&= (c-Uc ) = 一 - (1 +U)T + (1 -U)135 E 13545 E28-8= (1+U)T45135 EE其中 E=206GPa U = 0.31E(8 -8 )即有：T =45 屛2(1+u )联立（18）（19）（20）（21）则有：T I h4 - F 6 x 2
6、H =maxFy其中 I 为已知，t6= d = 5.3mm。max求出L和H后,便可以求出加力点的位置；而力的大小由F = F2 + F 2 + F2便可求出。xyz4、最大许用载荷的确立： 槽钢为Q235钢，c = 216MPa。用第四强度理论对其进行校核。c =、；c 2 + 4t 2M F ?式中：c = ?FW7.8 x10-6W 是由查表得出的。而对于剪应力的计算：公式：T =T =八6max，I =max ItT = F ：(b + e -)2 + (_)2b = 45.32mm,z =15.2mm,h = 91.5mm,6 = 8.5mm, I = 198.3cm41 0 1 xb 2 h 2Se = i = 18.43mm，即T为槽钢上载荷所产生的最大扭矩。 41x由上述可得：T = Fx71.6x 10-3F x 71.6 x 10-3 x 8.5 x 10-3T = ? Fmax故 g = g 2 + 4T 2 = ？ F 216 x106r 4所以F ?N5、载荷的添加在添加载荷时采用逐级加载的方式，分别为0， 200， 400， 600， 800N。
