弯扭组合变形实验报告.docx

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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°

2、、+450方向粘贴一枚三轴45°应变花，如图4所示。BA:—斗1rf+巾—D-——180B90fl2700[4刃190*ieoQ112—■R,270四.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tg24545045450tg245452045451.弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应力的测定a.弯矩M引

3、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MdM2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EQdG

4、QdQ412Gnd2Endn41四.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、C、D各点的应变片按单臂(多点)半桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。3.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。4.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。四.实验数据及结果处理啪诫”彳实验数据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(

5、N)?P(N)£(ge)?£(ge)£(ge)?£(g£)£(g£?£(g£)£(g£)?£(g£)£(g£?£1(g££1(g£?£(g£50000000100990-98127165-21150990-98127165-21100980-97121162-232501970-195248327-44100990-94126162-233502960-289374489-671001002-95124164-224503962-384498653-89d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(R

6、b)450(R9)-450(R10)00(R11)450(R12)P(N)?P(N)£(g£)?£(g£)£(g£)?£(g£)£(g£)?£(g£)£(g£)?£(g£)£(g£)?£(g££1(g£?£(g£)5000000010051-2-5422-165-12815051-2-5422-165-12810050-4-5423-164-129250101-6-10845-329-25710051-2-5421-162-129350152-8-16266-491-38610051-2-5221-163-130450203-10-21487-654-516d均

7、(g£)50.8-2.5-53.521.8-163.5-129啪诫”彳实验数据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)50000100330295901503302959010032530091250655595181100329300913509848952721003282989045013121193362d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/m

8、24.7212.72.6