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1、材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A A实验6弯扭组合Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A APage2 实验目的实验目的实验目的实验目的 测定空心圆轴试件上某一截面(贴有应变片处)所承受的弯矩和扭矩; 用电测法测定平面应力状态下某一点处的主应力大小和主平面的 方位角; 实验设备与仪器实验设备与仪器 微机控制电子万能试验机 静态电阻应变仪 学习电
2、阻应变花的应用. 游标卡尺材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A APage3 实验试件及装置实验试件及装置 中碳钢空心圆轴试件的主要参数：中碳钢空心圆轴试件的主要参数：横截面设计尺寸：横截面设计尺寸：材料屈服极限：材料屈服极限：材料弹性常数：材料弹性常数：外径：外径：内径：内径：形成扭矩的力臂形成扭矩的力臂：形成弯矩的力臂：形成弯矩的力臂：图一 弯扭组合实验装置材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A APage4 实验原理与方法实验原理与方法（一）（一）测定平面应力状态下一点处的主应力大小及主平面的测定平
3、面应力状态下一点处的主应力大小及主平面的 方位角方位角 弯扭组合承载状况下某一截面处上下两点微体的应力状态：弯扭组合承载状况下某一截面处上下两点微体的应力状态： x x x x图二 上表面微体的应力状态图三 下表面微体的应力状态 平面应变状态应变分析公式：平面应变状态应变分析公式：材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A APage5如果我们沿着三个不同方向贴上三片应变片并用应变仪测出其各自的应变： ，然后把它们代入上面的应变分析公式就可以得到一个三元一次方程组，从而解得 、 、 。*注意：应变片方向的选取不能有两片在同一条直线上 平面应变的主应变及其
4、方位角计算公式：平面应变的主应变及其方位角计算公式：或或 由此我们可得到主应变及其方位角（建议使用单倍角公式）材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A APage6 各向同性材料应力与应变关系满足广义胡克定律：各向同性材料应力与应变关系满足广义胡克定律：由公式我们可以得到主应力 应变花的种类及其选取原则应变花的种类及其选取原则 本实验选取本实验选取0,45 三向应变花三向应变花, ,从而可得从而可得：将此结果代入上面的计算公式整理后可得将此结果代入上面的计算公式整理后可得: :材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB
5、U A APage7 组桥选用四分之一桥组桥选用四分之一桥:材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A APage8（二）（二）空心圆轴试件上某一截面弯矩空心圆轴试件上某一截面弯矩 M M 的的测定测定轴向应力仅由弯矩产生,所以:由广义胡克定律:且且所以: 组桥选用半桥组桥选用半桥(或四分之一桥或四分之一桥): 原理原理其中R0上上R0下下应变仪读数:材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A APage9（三）（三）空心圆轴试件上某一截面扭矩空心圆轴试件上某一截面扭矩 T T 的的测定测定切应力仅由扭矩T产生,所
6、以:由广义胡克定律:所以: 原理原理 组桥选用全桥组桥选用全桥(或半桥或半桥):R-45上上R45上上R-45下下R45下下应变仪读数:材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A APage10 实验步骤实验步骤2、草拟实验所需各类数据表格草拟实验所需各类数据表格3、测量试件尺寸测量试件尺寸4、试验机准备、试件安装和仪器调整试验机准备、试件安装和仪器调整6、检查及试车检查及试车7、进行试验进行试验8、整理各种仪器设备，结束试验整理各种仪器设备，结束试验1、拟定加载方案拟定加载方案5、确定组桥方式、接线和设置应变仪参数确定组桥方式、接线和设置应变仪参数参考加载方案：参考加载方案： 重复加载法重复加载法 P0=500N， P=1KN , Pmax=1.5KN, n=4 材材材材 料料料料 力力力力 学学学学 实实实实 验验验验B U A AB U A APage11 实验结果处理实验结果处理参考讲义参考讲义 思考题思考题如果要求一次加载同时测出作用在A-B截面上的弯矩和扭矩，如何实现, 要求使用测量通道数最少且使用的应变片数最少。
