材料力学弯扭联合实验

《材料力学弯扭联合实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、弯扭联合作用下应力以及内力素的测定13010416张越洋13010417王强13010425徐凡一、实验目的1、用应变花测定平面应力状态下的主应力和主方向。2、熟悉用不同的桥路接线方法及在组合变形情况下测得单一成分变量的方法。二、实验原理本实验采用薄壁圆管试件，一端固定，其另一端加一个加载横杆，当在横杆端部加载时，圆管便受弯扭作用。在试样的I-I截面上贴电阻片，在a，b两点与轴线成±45°方向贴两向直角应变花，且在a点轴线方向贴1个应组片。装置简图贴片方案1、主应力以及主方向测量：由平面应变分析可知，已知一点的x，y，xy时，任一??方向的线应变ε

2、εεεxyxyγxy为εi22cos2αisin2αi（1）2若取三个方向1，2，,3分别贴上应变片R1,R2,R3，则可测得这三个方向的线应变1,2,3，根据式（1）即可求出x，y，xy。又主方向为γxytan2α（2）0εxy如果将x，y，xy和式（2）代入式（1），可得到主应变1,3的表达式。本实验中a点的三个应变片分别取向为?1=0°，?2=45°，?3=-45°分别测出此三个方向的线应变，经推导可得到a点的两个主应力大小及方向为E2E221，3[4545](450)(04

3、5)（21-）2(1)44tan202044式中?0是?1与圆管轴线方向之间的夹角；对于钢材，取弹性模量E=206GPa，=0.27。2、单一变量的测量在a点取一单元体分析（另一贴片位置单元体同理，只是拉应力与压应力相反），可将其应力状态分为单纯弯应力和单纯扭转应力的叠加，如图所示：.B单元体面上的应力是由弯曲产生的正应力w，在方向4上有w，4有：1ww42相应的在方向有应变，C单元面上应力是由扭转产生的切应力44n，在方向上有nn，相应的应变为n，则有444

4、nn(),nn()44443.理论公式弯曲正应力MwW扭转切应力TnWt主应力1[(242)]1,3wwn2主方向2ntg20三、理论计算当T=100N时有：33240.04(1())M32401w()6.474MpaW1000.24T100n2.698Mpa6Wt3.707*101[(242)]1,3wwn=7.451Mpa,0.977Mpa2622*2.698*10n=-84.979°tg2=066.474*10同理：T=200N时3

5、3240.04(1())M32401w()12.948MpaW2000.24T200n5.396Mpa6Wt3.707*101[(242)]1,3wwn=14.902Mpa，1.954Mpa22ntg2=-84.979°0T=200N时33240.04(1())M32401w()19.422MpaW3000.24T300n8.094Mpa6Wt3.707*101[(242)]22.353Mpa，2.931Mpa1,3wwn=22ntg2=-84.979

6、°0T=200N时33240.04(1())M32401w()25.896MpaW4000.24T400n10.792Mpa6Wt3.707*101[(242)]29.804Mpa，3.908Mpa1,3wwn=22ntg2=-84.979°0T=200N时33240.04(1())M32401w()32.370MpaW5000.24T500n13.490Mpa6Wt3.707*101[(242)]37.255Mpa，4.885Mpa1,3wwn=22n

7、tg2=-84.979°0四、实验数据处理实验数据表格a45°a0°a-45°b45°b0°b-45°000000010036-26-237-231520071-56-770-4926300106-84-13111-7339400142-123-16141-10150500176-111-28173-12959计算：将实验数据带入下面公式：E2E221，3[4545](450)(045)（21-）2(1)44tan202044可以得到：对于a点1理论1实验3理论主方向理主方

8、向误差3实际值误差误差值值值论值实验值0.128100N7.5618.401-