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I,- I。计算当量应力二r，首先要确定主应力，而主应力的方向是未知的，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 ° 0°和45°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D点各粘贴一个45°应变花，测得圆

2、管顶B点的-45 °、0°和45°三个方向的线应变 乙5、拉力P实验装置示意图应变花的粘贴示意图关键技术分析:由材料力学公式：得方向 1 tan2crQ =Si - £y从以上三式解得主应变杯：;卜笃却&可+（旬根据广义胡克定律1、实验得主应力大小 F实 Eg ；举；）2E °2实”: /222（1）一2（1厂心0）（）方向tg 2 0实二（；4 54 5）/ （ 2_0 ；" 4 5_ ：42、理论计算主应力大卜卜£<6 士忌应=击士（时'*尸）二盏化JC）沁血咕一並型一辿62 11- PID3、误差

3、相对误差：气=xl0Q岂=&曲 9主X100%°2丑避实验过程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 Po（一般取Po=IO % Pmax左右）。估算 Pmax（该实验载荷范围Pmax<400N），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

4、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）圆筒的尺寸和有天参数1计算长度L =300 mm弹性模量E =70 GPa外经尬 39.9mm泊松比 P =033内径d =巾 34.4 mm扇臂长度a 250 mm实验结果处理、数应变 载荷BD-45*(RJ(T(RJ4F(RJ-45°(RJon(RO45"<RJp(N)AP(N)£Ae3)£AE【陆）£Ae63)AE(PE)E(gc)de£ps)E(悶iE(PC100200300400M 均（

5、M£）弯宁扭实验数据表格实验总结实验得主应力J 实EG；45）实2（1）吾土QF + JM1 -T1)Q 二相对误差：xlOO%实验六等强度梁弯曲试验实验内容:一般情况下，梁内不同横截面的弯矩不同。因而在按最大弯矩所设计的等截面梁中，除最大弯矩所在截面， 其余截面的材料强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- max= M() = l-W(x)由此得抗弯截面系数:W(x)M (x)b 1根据W（x）设计梁的截面，各个横截面具有同样强度，这种梁

6、称为等强度梁。实验目的与要求：（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6FxEbxh2式中：F 梁上所加的载荷；x 一载荷作用点到测试点的距离；E 一弹性模量;bx一梁的宽度；h 一梁的厚度在梁的上下表面分别粘贴上应变片R、R;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)二Fx根据梁弯曲正应力的计算公式:M(x) 6

7、FxW(x) 一 bxh2根据胡克定律得梁表面各点的应变：s二E rCJ理百骨理论值与实验值比较：6=_-沢100%口理!如果截面宽度b沿梁轴保持不变，得截面高度为：h(x)= l6Fxgb实验过程1.拟定加载方案。选取适当的初载荷Po( 一般取Po=10% Pmax左右)，估算最大载荷Pmax(该实验载荷范围w 100N)，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F0。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高度h=8mm测试点的宽度bx= mm载荷作用点到固定点距离x=285mm弹性模量E=206Gpa泊松比卩=0.28附表2实验数据载荷(N)P P应变仪读数£Ri£ 1 £ 1平均值R2£ 2 £ 2平均值R&#