实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定

1、实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定时间：2021.03.09创作：欧阳法实验内容：构件在弯扭组合作用下，根据强度理论，其强度 条件是650。计算当量应力6,首先要确定主应 力，而主应力的方向咼未知的，所以不能直接测量主 应力。通过测定三个不同方向的应变，计算主应变， 最后计算出主应力的大小和方向。本实验测定应变的 三个方向分别是-45°、（）°和45° o实验目的与要求：1、用电法测定平面应力状态下一点的主应力的 大小和方向2、进一步熟悉电阻应变仪的使用，学会1/4桥 法测应变的实验方法设计思路：为了测量圆管的应力大小和方向，在圆管某一截 面的管顶B点、管底

2、D点各粘贴一个45°应变花， 测得圆管顶B点的-45°、0°和45°三个方向的线应应变花的粘贴示意图实验装置示意图关键技术分析:由材料力学公式"兰亠宁曲牛心从以上三式主应变1、实验得主应力5实E（£” + 乙）丄近E I x2 二大小巧实卜2（1）土陌討傀一）-+（%一 A方向仪2a。实=45 +<45 "（2% -勺5 一<45）2、理论计算主应力3、误差实验过程1. 测量试件尺寸、力臂长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。附表12. 拟定加载方案。先选取适当的初载荷P。（一般取P<,=1（）%P唤左

3、右）。估算Pm点该实验载荷范围卩叭V400N）,分46级加载。3. 根据加载方案，调整好实验加载装置。4. 加载。均匀缓慢加载至初载荷Po,记下各点 应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级 载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终 载荷。实验至少重复两次。5. 作完试验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所 用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原， 实验资料交指导教师检查签字。6. 实验装置中，圆筒的管壁很薄，为避免损坏装 置，注意切勿超载，不能用力扳动圆筒的自由端和力 臂。附表1 （试件相关数据）实验结果处理载荷BD亠45°(R,)(RJ45，(RJ-45*(RJ0，

4、(RQ45°(RJP(N)AP(N)£d£（M）8（M）（圧）£3)AS3)£（H）AS(陶£（戸）(")£（M）AE3)100200300400£ 均 3)在按最大弯矩所设计的等截面梁中，除最大弯矩所在 截面，其余截面的材料強度均未得到充分利用。因 此，在工程中，常根据弯矩沿梁轴的变化情况，将梁 也相应设计成变截面的。从弯曲角度考虑，理想的变 截面梁，是使所有横截面上的最大弯曲正应力均等于 许用应力，即要求叫)=%由此得抗弯截面系数：根据“设计梁的截面，各个横截面具有同样强 度，这种梁称为等強度梁。实验

5、目的与要求：(1) 测定梁上下表面的应力，验证梁的弯曲理 论。(2) 设计宽度不变、高度变化的等强度悬臂 梁。设计思路：将试件固定在实验台架上，梁弯曲时，同一截面 上表面产生压应变，下表面产生拉应变，上下表面产 生的拉压应变绝对值相等。计算公式式中：F 梁上所加的载荷；x 载荷作用点到 测试点的距离;E 弹性模量;S梁的宽度；h 一梁的 厚度在梁的上下表面分别粘贴上应变片片、R2；如图6-1所示，当对梁施加载荷P时，梁产生弯曲变形， 在梁内引起应力。图6-1等强度梁外形图及布片图关键技术分析：梁任意截面上的弯矩：M(x) = &_ M (x) _ 6Fx根据梁弯曲正应力的计算公式：6用

6、hxlr根据胡克定律得梁表面各点的应变：6®0=咗玉xlOO%理论值与实验值比较： 如呆截面宽度b沿梁轴保持不变，得截面高度实验过程1. 拟定加载方案。选取适当的初载荷Po(般取 P<,= l()%Pimx左右)，估算最大载荷Pmax(该实验载荷 范围<10()N), 一般分46级加载。2. 实验采用多点测量中半桥单臂公共补偿接线 法。将悬臂梁上两点应变片按序号接到电阻应变仪测 试通道上，温度补偿片接电阻应变仪公共补偿端。3. 按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个 系统是否处于正常工作状态。4. 实验加载，旋转手轮向拉的方向加载。要均 匀慢速加载至初载荷P0o记下各点应变片的初读数 或应变与加载力同时清零；然后逐级加载，每增加一 级载荷，依次记录各点电阻应变仪的的读数，直到最 终载荷。实验至少重复三次。附表1试件相关数据梁的尺寸和有关参数梁的髙度h=8mm测试点的宽度b*=nun载荷作用点到固泄点距离x=285mm弹性模量E=206Gpa泊松比u =0. 28附表2实验数据载荷(N)pP应变仪 读数£Ri£ i £ i平均值Rse “ £ :T：均值£ 3 £