弯扭组合实验实验报告

乐享科技弯扭组合实验实验报告经营管理乐享实验二弯扭组合试验一、实验目的1．用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方向角；2．测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩；3．学习电阻应变花的应用。二、实验设施和仪器1．微机控制电子全能试验机；2．电阻应变仪；3．游标卡尺。三、试验试件及装置弯扭组合实验装置如图一所示。空心圆轴试件直径D0＝42mm，壁厚t=3mm，l1=200mm，l2=240mm（如图二所示）；中碳钢资料折服极限s＝360MPa，弹性模量E＝206GPa，泊松比μ＝0.28。图一实验装置图四、实验原理和方法图三应变花表示图1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方向角；圆轴试件的一端固定，另一端经过一拐臂承受集中荷载P，圆轴处于弯扭组合变形状态，某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。xxxx图四圆轴上表面微体的应力状态图五圆轴下表面微体的应力状态在圆轴某一横截面A－B的上、下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片方向分别沿0°和±45°。依据平面应变状态应变剖析公式：xyxycos2xysin2（1）222可获得对于εx、εy、γxy的三个线性方程组，解得：x00y45045000（2）xy450450由平面应变状态的主应变及其方向角公式：221xyxyxy（3）222tg0xyxmin)2(2(

2xy或tg2xymaxy)0（4）xy将式（2）分别代入式（3）和式（4），即可获得主应变及其方向角的表达式。对于各向同性资料，应力应变关系知足广义虎克定律：E11212（5）E22112由式（2）~（5），可得一点的主应力及其方向角的表达式为：1E4504502E22221210045000450（6）tg2045045020045045000、450和450的丈量可用1/4桥多点丈量法同时测出（见图六）。Ri、圆轴某一截面弯矩轴向应力x仅由弯矩M惹起，故有：Ri依据广义虎克定律，可得：图六x又:y0由式（7）~（9）获得：

M(7)W1(xy)（8）E(9)MEWzx(10)以某截面上应力最大的上点或下点作为丈量点。测出X方向应变片的应变值εX（x00）。ε0的丈量可用1/4桥接法（见图七），也可采纳半桥接法（见图八）。R0R0上R下03、圆轴某一截面扭矩T的丈量：切应力τx仅扭矩T惹起，故有：Tx（11）R0——x方向应变片Rt——温补片WP依据广义虎克定律，可得：图七图八xGxyG(450450)（12）由式（11）、（12）可得：TGWP(450450)E(450450)(13)WP2(1)(00)的丈量可用半桥接法（见图七），也可采纳全桥接法（见图八）。4545上上R45R-45R上R45上P0=500N，Pmax=1500N，-45P=1000N，N=4。五、实验步骤R45下R-45下1．设计实验所需各种数据表格；2．丈量试件尺寸；图七图八丈量三次，取其均匀值作为实验值。3．制定加载方案；4．试验机准备、试件安装和仪器调整；5．确立各项要求的组桥方式、接线和设置应变仪参数；6．检查及试车；检查以上步骤达成状况，而后预加必定载荷，再卸载至初载荷以下，以检查试验机及应变仪能否处于正常状态。7．进行试验；将载荷加至初载荷，记下此时应变仪的读数或将读数清零。重复加载，每重复一次，记录一次应变仪的读数。实验起码重复四次，假如数据稳固，重复性好即可。8．数据通事后，卸载、封闭电源、拆线并整理所用设施。六、试验结果办理1、原始数据列表并计算各丈量值的均匀值组桥1/4桥半桥全桥方式测量12345611所用的通道应变上上00上下下下片位45045045000450置理论-60+348+311-311-348+60+696+740应变值实第-88+332+320-305-319+69+644+784际一测组量第-86+333+321-298-309+74+646+783值二组第-84+333+321-297-308+76+650+783三组平均-86+332.67+320.67-300-312+73+646.67+783.33值2.计算实验点的主应力大小和其方向角，并与理论值(按名义尺寸计算)进行比较由公式：可计算值：上1}210109（320.67-86）106上2（1-0.28）2故有：1092210226（1+0.28）（332.67+86）（）102可计算值:同理:下121010962210109226故有:}（-300+73）10（1+0.28）（-312-73）（-312+300）10下2（1-0.28）22下边将理论应变值代入求解理论值:3、计算圆轴上贴有应变片截面上的弯矩依据公式：而从理论值来看：4、计算圆轴上贴有应变片截面上的扭矩依据公式：TEWP(450450)均2(1)能够获得T210109160.0423(1(36)4)(783.33)106215.10Nm2(10.28)422而从理论值来看：七、偏差剖析1、数据定量剖析1）、主应力与主平面方向角相对偏差剖析2）、将上述M的计算值与Pl2的值进行比较，并剖析其偏差3）、将上述T的计算值与Pl1的值进行比较，并剖析其偏差2、定性剖析由前面的偏差计算能够看出，实验结果与真值比较靠近，可是上表面的偏差相对照下表面大，产生较大实验偏差的原由能够概括为：（1）、接线接头处接触电阻对实验结果的影响，有些线可能没有接好或许接的太松，进而引入较大的接触电阻，并且有些线拆了后又再接上去，接触电阻前后不同样也会造成相应的偏差；2）、应变片在黏贴时候产生的缺点对丈量产生较大影响，因为我们在进行实验的过程中，发现我们的丈量结果比理论值向来偏大，并且数据的稳固性向来比较好，老师检查时候说数据稳固性好说明实验自己的步骤没有问题，应当是在贴应变片的时候应变片贴的不是很标准；3）、在清零的过程中因为数据改动对实验结果产生较大的影响；4）、卸载及再加载的过程中因为速度过快，没有足够的时间使数据稳固下来可能就读数了；（5）、本实验在实验前并无再次进行轴的有关尺寸的丈量，而是沿用了一向的标准数据，实质尺寸可能与标准尺寸有进出，进而造成实验结果的计算偏差；（6）资料自己的质量散布以及缺点对实验也会造成必定的影响。八、实验感想与实验改良建议此次做的实验名称是《弯扭组合实验》。资料力学实验是资料力学学习的基础与深入，在此中要用到好多讲堂上所学到的理论知识与结果，是将自己所学到的知识付诸实践的一种形式。在力学实验中，影响实验的要素好多，产生偏差的原由也盘根错节，要求我们有一颗谨慎的心，严格控制好实验条件等多种门路，以最正确的试验方式体现力学现象，考验了我们实质着手能力和剖析解决问题的能力。资料力学实验有必定的复杂性，为了在规定的时间内达成老师所要求的实验内容，达到优秀的实验结果，需要课前仔细的预习，所以在课前，我仔细预习了实验讲义上提到的有关步骤与注意事项，认识了仪器的工作原理、性能、正确的操作步骤与各样桥路的接法及其电路原理，写好了实验预习报告。预习是实验前面一定要达成的工作，可是工作的要点仍是在实验过程中。我在做实验的过程中，格外当心，因为我们所用的全能试验机是一种比较精准地仪器，略微不注意就会使得机器所施加的力超出我们的预期要求。我感觉是要过程中老师的指导是必不行少的，在本次试验中，老师给了我们三个她要求检查的地方（三种桥路所测得三种数值），经过老师在实验过程中的检查，能够使我意识到我的实验能否在一路正确的进行下去。在读数的过程中必定要当心，因为数据拥有改动性，不要粗心了事，必定要等数据稳固后在进行读数、这样才能够保证我们所丈量的数据的精准性。试验达成后，要仔细清理试验台，把全部的仪器恢复到位。在实验达成后，我仔细的办理了实验数据。实验数据是定量剖析的依照，是探究、考证力学规律的第一手资料。本次试验我进一步学习了用电脑办理实验数据，刚开始我还不是很