简易弯扭组合实验装置说明书 砝码加载

1、BWN-1J 型弯扭组合实验装置教学指导说明书秦皇岛市信恒电子科技有限公司电话验规则及要求一、 做好实验前的准备工作（1） 按各次实验的预习要求，认真阅读实验指导复习有关理论知识，明确实验目的，掌握实验原理，了解实验的步骤和方法。（2） 对实验中所使用的仪器、实验装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。（3） 必须清楚地知道本次实验须记录的数据项目及其数据处理的方法。二、 严格遵守实验室的规章制度（1） 课程规定的时间准时进入实验室。保持实验室整洁、安静。（2） 未经许可，不得随意动用实验室内的机器、仪器等一切设备。（3） 作实验时，应严格按操作规程操作机器、仪器

2、、，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。（4） 试验结束后，应将所有机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。三、 认真做好实验（1） 接受老师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实验内容的讲解。（2） 实验时，要严肃认真、互相配合，仔细按实验步骤、方法逐步进行。（3） 实验过程中，要密切注意观察实验现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。目 录一、产品简介及功能 二、实验设备原理三、技术参数 四、 材料力学电测实验： 弯扭组合实验 五、实验台的保养及注意事项六、产品配置单一、产品简介及功能实验教学作为材料力学课程的一个重要组成部分，对于提高学生实践能力、设计能力、具有重要意义，电测实验具体

3、包含以下两个方面内容：1、 验证理论材料力学常将实际问题抽象为理想模型，再由科学假设推导出一般公式，如纯弯曲梁和纯扭转圆轴的分析都使用了平面假设。用实验验证这些理论的正确性和适用范围，有助于加强学生对理论的理解和认识。2、 实验应力分析工程上许多实际构件的形状和受载情况，都十分复杂。关于它们的强度问题，仅依靠理论计算，不容易得到满意的结果。近几十年来出现了用实验分析方法确定构件在受力情况下应力状态的学科。它可用于研究固体力学的基本定律，为发展新理论提供依据，同时又是提高工程设计质量，进行失效分析的一种重要手段。二、 实验设备及原理1. 构造及工作原理简易弯扭组合实验装置是专门为学校力学实验设计

4、的设备。用它可以完成材料力学教学大纲中的复合抗力下的应力、应变测定，包括受弯扭组合作用的薄管其表面任何一点主应力大小和方向的测定。主要配件包括: 扇臂、支柱、弯扭梁、砝码、力臂杆、砝码托盘、底座、立柱，薄璧管材料为铝合金，弹性模量E为72GPa/m2,泊松比为0.33。底座立柱扇臂砝码托盘力臂杆砝码支柱钢丝绳弯扭梁扇臂图1-1实验装置简图三、技术参数1、试件最大作用载荷 0.5KN 2、加载机构 杠杆机构比例10：1、砝码加载 3、砝码规格 4个/ 1Kg 4、本机重量 18Kg 5、外形尺寸 350（长）300（宽）350（高） 6、桥路接法 1/4桥路、或1/2桥路 7、应变片 电阻120

5、0.1欧姆8、应变片K值 2.0809、实验台使用环境 温度0-40 相对湿度低于65%四 材料力学弯扭组合实验一、 实验目的 1.用电测法测定平面应力状态下主应力的大小和方向，并与理论值进行比较。 2. 进一步掌握电测法 二、 实验仪器设备和工具 1. 弯扭组合实验台 2. 应变测试仪（自配）3.弯扭梁（已粘贴好应变片）4游标卡尺和钢板尺（自配）三、 实验原理和方法本实验装置所用试件为无缝铝铝合金管制成的一薄壁圆筒，当在扇臂端加一集中外力时，薄壁圆筒将产生弯扭组合变形，实验装置及其计算简图和内力图如图：图1-2贴片截面BD为被测位置，截面上的各种应力分布如图1-2所示。贴片截面BD各点的应力

6、状态分析如图1-3所示。由应力状态分析可知构件表面上的点为平面应力状态，B点的应力有和，在测量时可以分别测量图1-31. 测定主应力大小和方向由应力状态分析可知构件表面上的B、D点为平面应力状态，若在被测位置平面内，沿方向的线应变为，切应变为，根据应变分析可知，该点任一方向的线应变的计算公式为 （5-1）由此得到主应变和方向为 （5-2）对各向同性材料，主应变和主应力方向一致。应用广义胡克定律，即可确定主应力为 （5-3）式中，分别为构件材料的弹性模量和泊松比。本实验装置采用的直角应变花，应变花上三个应变片的角分别为，代入式（5-1），得出沿这三个方向的线应变分别是 ，从式（5-4）中解出 将

7、式（5-5）代入式（5-2），可得主应变和主方向为 （5-6）再将主应变代入胡克定律（5-3）式后得 （5-7）如果测得三个方向应变值，由式（5-7）和式（5-6）即可确定一点处主应力的大小及方向的实验值。弯扭梁的尺寸和有关参数计算长度 L = 200 mm弹性模量 E 72 GPa外经 D 39.9mm泊松比 0.33内径 d 34.3 mm扇臂长度 a 170mm四、实验步骤1、开箱后将实验台搬出放到事先准备好的桌子上。2、把实验台的调节腿拧到实验台上，然后调平。3、销轴及配件装好，将砝码托盘挂到加载杆上。4、把砝码准备好放到砝码托盘旁边，准备就绪。5、将仪器开关置开，预热10分钟，并检查

8、该装置是否处于正常实验状态6、将应变片按1/4桥路接至应变仪，灵敏度设置正确，具体参考应变仪说明书；7、对每片应变片用零读法，预调平衡或记录下各应变片的初读数； 8、测量梁的外径、力臂距离、扇臂到应变片距离。9、拟定加载方案首先对应变片的读数进行清零。然后分级加载，以每级1公斤，加至4公斤，记录各级载荷10、按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。11、加载应轻拿轻放，然后分级等量加载，每增加一级载荷，待数值稳定后，依次记录各点电阻应变片的应变值 i ，直到最终载荷，实验至少重复三次。 12、作完实验后，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

9、器设备复员，实验资料交指导老师检查签字。五、实验结果处理1.主应力及方向 截面BD点实测值主应力及方向计算：截面BD点理论值主应力及方向计算：计算出理论值与实验值进行比较，分析误差原因。弯扭实验数据表格读数应变载荷 B D -45L （R1）0L （R2） 45L （R3） -45L （R4）0L （R5） 45L （R6） P(N)P(N)()()()()()()()()()()()()98196294392()五、实验台的保养及注意事项1. 外观的清洁：实验前将实验台和实验梁用干抹布将尘土擦净，实验台架避免碰撞。2. 温度较高或湿度较大或长时间不用时将实验梁涂一层防锈油或喷一层透明自喷漆。3. 学生实验时如果不慎将密封胶脱落请及时将密封胶补上以免应变片受潮影响数据。4. 应变片禁止非仪器电压或电流通过。5. 加载力最多五个砝码切勿超过以免损坏实验梁。6. 加载砝码要轻拿轻放切不可用力过猛。7. 切不可学生搬动实验台，以免碰伤学生。8. 每次实验最好先将试件摆