《弯扭组合变形实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《弯扭组合变形实验报告（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验.实验目的1.用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向；2.测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别由弯矩、剪力和扭矩所引起的应力。二.实验仪器和设备1弯扭组合实验装置；2. YJ-4501A/SZ静态数字电阻应变仪。三.实验原理薄壁圆管受力简图如图1所示。薄壁圆管在P力作用下产生弯扭组合变形。薄壁圆管材料为铝合金，其弹性模量E为72GNm2,泊松比卩为0.33。薄壁圆管截面尺寸、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。I-I截面现有A、B、C、D四个测点，其应力状态如图3所示。每点处已按F50、0、+450方向粘贴一枚三轴45应变花
2、，如图4所示。BA:斗1rf+巾D-180B90fl27004刃190*ieoQ112R,2701. 实验内容及方法指定点的主应力大小和方向的测定薄壁圆管A、B、C、D四个测点，其表面都处于平面应力状态，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和方向。若测得应变6-45、&0、&45，贝吐应力大小的计算公式为454522450045啪iVcrrtf主应力方向计算公式为tg24545045450tg24545204545弯矩、剪力、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B、D两测点0方向的应变片组成图(a)所示半桥线路，就可测得弯矩M引的正M
3、dM2然后由虎克定律可求得弯矩应变M引起的正应力mEmEMd2ABDB(b)ID(a)Cb.扭矩Mn引起的剪应力的测定用A、C两被测点-450、450方向的应变片组成图5(b)所示全桥线路，可测得扭矩Mn在45方向所引起的线应变ndnT由广义虎克定律可求得剪力Mn引起的剪应力c.剪力Q引起的剪应力的测定用A、C两被测点-45、450方向的应变片组成图5(c)所示全桥线路，可测得剪力Q在450方向所引起的线应变QdQ4由广义虎克定律可求得剪力Q引起的剪应力EQdGQdQ412Gnd2Endn411. 实验步骤接通测力仪电源，将测力仪开关置开。2. 将薄壁圆管上A、B、C、D各点的应变片按单臂(多
4、点)半桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。预加50N初始载荷，将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级100N,加至450N，记录各级载荷作用下应变片的读数应变，然后卸去载荷。3. 按图5各种组桥方式，从复实验步骤3,分别完成弯矩、扭矩、剪力所引起应变的测定。实验数据及结果处理实验数据1应变片灵敏系数K=2.23、读数应变载荷、AB-450(R1)00(RO450(R3)-450(R4)00(Rs)450(Rs)P(N)?P(N)(ge)?(ge)(ge)?(g)(g?(g)(g)?(g)(g?1(g1(g?(g50000000100990-98127165-21150990-98127165-
5、21100980-97121162-232501970-195248327-44100990-94126162-233502960-289374489-671001002-95124164-224503962-384498653-89d均（口）990.5-96124.5162.3-22.3实验数据1续读数应变载荷CD-450(Rz)00(Rb)450(R9)-450(R10)00(R11)450(R12)P(N)?P(N)(g)?(g)(g)?(g)(g)?(g)(g)?(g)(g)?(g1(g?(g)5000000010051-2-5422-165-12815051-2-5422-165-1
6、2810050-4-5423-164-129250101-6-10845-329-25710051-2-5421-162-129350152-8-16266-491-38610051-2-5221-163-130450203-10-21487-654-516d均(g)50.8-2.5-53.521.8-163.5-129实验数据2及结果Of、,、读数应变载荷弯矩（M）扭矩（Mn）剪力（Q）P(N)?P(N)Sid(ge)?JMld(ge)8d(ge)?fid(ge)JQd(ge)?eQd(ge)50000100330295901503302959010032530091250655595181
7、100329300913509848952721003282989045013121193362d均（口）328298.390.5应力MN/2/mM11.81n4.04Q1.23实验结果主应力被测点ABCDMN/1/m24.7212.72.681.543MN/23/m-5.36-1.72-2.97-12.890度d133.90-16.7134.40107.220CB43.9073.3044.4017.2201. 思考题测定由弯矩、剪力、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。a. 测量弯矩引起的应变，还可以用R5或Rii与补偿片组成单臂半桥，见图（a）；测量扭矩引起的应变见图
8、（b）;B补偿片D&Ri(Rt)(b)C.测量剪力引起的应变见图(C)；8补偿片丘补皑片DDR补偿片DB卫侶)C2. 本实验中能否用二轴45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？本实验中A、C两点可以用二轴45应变花替代三轴45应变花，B、D两点不可以。因为，从理论上讲，A、C两点主应力方向是已知的，只要求主应力大小，两个未知数，只要用两个应变片就可以了。弯扭组合实验理论计算薄壁圆管截面尺寸、受力简图如图所示I-I截面A、B、C、D各点主应力大小和方向计算：I-I截面作用的力有剪力QP100(N扭矩Mn0.2P20(N-m)弯矩M0.3P30(N-m)I-1截面几何性质时
9、&诫吠抗扭截面模量WnD314164.915106（m3）抗弯截面模量WD3143262.45810（m3）A、C点扭转剪应力、弯曲剪应力计算（在中性层上可视为纯剪状态）扭转剪应力nMn(Mpa)min12.212,212.224.07213.4(Mpa)36.17.31.2（Mpa）B点主应力方向tg22xy24.0700.667xy12.2016.8J4.07Wn4.91510弯曲剪应力Q2Q25A2Rot10018.252.5(Mpa)t圆管壁厚Ro=18.25mmA点剪应力C点剪应力A点主应力A点主应力方向C点主应力C点主应力方向nQ4.77（Mpa）nQ3.37（Mpa）134.77（Mpa）045133.37（Mpa）045B、D点扭转剪应力、弯曲正应力计算扭转剪应力弯曲正应力B点主应力maxMnWn4.07(Mpa)2.4510612.2(Mpa)2xy时&诫吠D点主应力,6.17.31.2(Mpa)36.17.313.4(Mpa)D点主应力方向tg22xy2tg204.070.667xy12.290106.8入。点主应力方向016.8E点主应力方向D点主应力方向春品r(f
