试验六弯扭组合应力测定试验

1、实验六弯扭组合应力测定实验1. 实验目的与要求1用电测法测定薄壁圆筒弯扭组合变形时截面危险点a的主应力大小和方向；和理论值比拟。2用电测法测定薄壁圆筒弯扭组合变形时点b处于纯剪状态下的最大剪应力，并和理论值比拟。2. 实验装置弯扭组合变形实验装置见图6-1,简化模型如图6-2。材料弹性模量 E =210GPa，泊松比- 0.28 。图6-1薄壁圆筒弯扭组合变形实验装置F图6-2薄壁圆筒弯扭组合变形实验简化模型3. 应力状态分析薄壁圆筒弯扭组合的内力如图6-3，相应1-1截面上的应力分布如图6-4。图6-3薄壁圆筒弯扭组合的内力Tffia弯曲正应力分布b扭转剪应力分布c横向剪切应力分布图6-4薄

2、壁圆筒弯扭组合的应力分布1由应力状态分析可知 b点主应力最大，b点的应力有 二弯和扭，切应力.剪二0，弯 曲应力二弯最大，而.扭对轴向应变无关，所以测 匚弯时只要在b点轴向布应变片 R3就可以 测出二弯。b点的应力状态如图 6-5所示。& yTSTH且两者同方向，而弯曲正应力应变花布置如图6-2。图6-5 b点应力状态及其分解2 扭在横截面周边处处相等。在a点纵向截面处不但有扭，而且还有剪切剪应力剪，二弯二0。a点的应力状态分析见图6-6。为测出扭和剪，图6-6a点的应力状态分析4. 测试方法根据应力状态，可分别把弯曲的应变、扭转的应变、扭转和剪切的组合应变、剪切应变测出来，再分别求出

3、各种变形下的应力，最后根据公式求出b点主应力的大小、方向和 a点的最大切应力。a、b点的各工作片 RiR6均采用1/4桥连接外加温度补偿片，其相应的读数应变为d 6。4.1测弯曲正应力二弯b点应变花如图6-2, b点应力状态如图6-5, b点切应力.剪=0 ,而扭转剪切变形不 改变轴向长度，所以测出的应变6就是弯曲变形下的应变值，故：二弯二 E . ；34.2测扭转切应力.扭b点的应力状态如图 6-5，假设在x-y平面内，沿x, y方向的线应变为；x、 ；y，剪应变 为xy，据应变分析知，沿与 X轴成a角的方向线应变为：-£1-cos2肿门2：22 yb点应变花如图6-2, ；x =

4、 ；3、；y = ；1， xy为扭转剪应变 xyT。当0=45 °寸，；45二；2，由上式可求得:xyT-G xyT2(14.3测横向力引起的剪切应力a点的应变花如图6-2,那么:；yxyxy在a点,-4545；4，那么由a点应力状态图6-6知，xy为扭转剪应变xyT与剪切剪应变xyV之和xyTV，又扭转剪应变 xyT在a、b两点相同，故:xyV = xyTV - xyT = ；6- ；4 -；1'；3- 2；2= ；6，2 ；2 - ；1 - ； 3 -；4三剪16 * 2 2 _ ；1 _ ；3 _ ； 421 +卩4.4测扭剪组合即最大切应力max =.扭.剪由a点应力

5、状态图6-6、a点的应变花图 6-2知:xyTV 二；6 _ ；4-maxE21订二5. 实验步骤1测量根本参数s、I及薄壁圆筒的外径 D、内径d。2将a、b点的各工作应变片 R1R6均采用1/4桥连接外加温度补偿片，调节电桥平衡按操作规程，分级等量加载5次，记下每次加载相应的应变值，如表6-1。3按上述方法测出应力 二弯、扭、剪、max的应变值，因剪很小，所以测的应变值 可能很小，不必疑心。4关闭电源，卸载，整理仪器。6. 实验数据记录与处理表6-1 薄壁圆筒弯扭组合实验的数据记录与计算测量应变载荷/N应变/缶读数F增量 F读数£1增量 £读数£2增量 

6、3;2读数£3增量 £2b点R1R2R3蜃=龊=读数F增量 F读数&4增量 g读数?5增量畅读数£6增量 £6a点R4R5R6斥-A呂=6& =A& =表6-2 薄壁圆筒弯扭组合实验的数据记录与计算计算主应力及其方向材料常数：弹性模量 E=210GPa，泊松比 V0.28装置尺寸mm:圆筒外径D=，圆筒内径d=，测点位置1=,主应力测点Q/MPaC3 / MPa如主应力方位角理论值实验值误差理论值实验值误差理论值实验值误差ba表6-3薄壁圆筒弯扭组合实验的数据记录与计算与内力对应的应力与弯矩M对应与扭矩T对应与剪力Fq对应载荷/ N应力实验值/ MPa0弯实=7扭实=1剪实=应力理论值/ MPa口弯理 7扭理1剪理=、口圭理论值攻验值误差一/ %理论值/ %7. 附理论计算公式7.1计算弯曲正应力二弯二D3327.2计算扭转切应力.