某實驗四薄壁圓筒在彎扭組合變形下主應(yīng)力測定

1、實驗四 薄壁圓筒在彎扭組合變形下主應(yīng)力測定實驗內(nèi)容：構(gòu)件在彎扭組合作用下，根據(jù)強(qiáng)度理論，其強(qiáng)度條件是I,- 10計算當(dāng)量應(yīng)力二r，首先要確定主應(yīng)力，而主應(yīng)力的方向是未知的，所以不能直接測量主 應(yīng)力。通過測定三個不同方向的應(yīng)變，計算主應(yīng)變，最后計算出主應(yīng)力的大小和 方向。本實驗測定應(yīng)變的三個方向分別是-45 ° 0°和45°實驗?zāi)康呐c要求：1、用電法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點的主應(yīng)力的大小和方向2、進(jìn)一步熟悉電阻應(yīng)變儀的使用，學(xué)會 1/4橋法測應(yīng)變的實驗方法設(shè)計思路：為了測量圓管的應(yīng)力大小和方向，在圓管某一截面的管頂B點、管底D點各粘貼一個45°應(yīng)變花，測得圓

2、管頂B點的-45 °、0°和45°三個方向的線應(yīng)變、拉力P實驗裝置示意圖應(yīng)變花的粘貼示意圖由材料力學(xué)公式：關(guān)鍵技術(shù)分析:1雖 _ 6 + “得方向 1 tan2crQ =Si - £y從以上三式解得主應(yīng)變杯：;卜篤卻&可+（旬根據(jù)廣義胡克定律1、實驗得主應(yīng)力方向E（；45:二 2 實45- 22-；0：）（ ；*5 - P）公）.、2E2（1） 一2（1）tg2 0實二（；4 5；_ 4 5）/ （ 2_0 ；7 5_：42、理論計算主應(yīng)力大?。航硎?丄匕士打卩；）6毗J -沁血咕一並型一辿62 11- PID3、誤差相對誤差：氣=9、一主：xl

3、OOxlOO%實驗過程1測量試件尺寸、力臂長度和測點距力臂的距離，確定試件有關(guān)參數(shù)。附表12擬定加載方案。先選取適當(dāng)?shù)某踺d荷 P0（一般取Po=IO % Pmax左右）。估算 Pmax（該實驗載荷范圍Pmax<400N），分46級加載。3根據(jù)加載方案，調(diào)整好實驗加載裝置。4 加載。均勻緩慢加載至初載荷 Po,記下各點應(yīng)變的初始讀數(shù)；然后分級 等增量加載，每增加一級載荷，依次記錄各點電阻應(yīng)變片的應(yīng)變值， 直到最終載 荷。實驗至少重復(fù)兩次。5作完試驗后，卸掉載荷，關(guān)閉電源，整理好所用儀器設(shè)備，清理實驗現(xiàn)場， 將所用儀器設(shè)備復(fù)原，實驗資料交指導(dǎo)教師檢查簽字。6實驗裝置中，圓筒的管壁很薄，為避免

4、損壞裝置，注意切勿超載，不能用 力扳動圓筒的自由端和力臂。附表1（試件相關(guān)數(shù)據(jù)）圓筒的尺寸和有天參數(shù)1計算長度L =300 mm彈性模量E =70 GPa外經(jīng)尬 39.9mm泊松比 P =033內(nèi)徑d =巾 34.4 mm扇臂長度a 250 mm實驗結(jié)果處理、數(shù)應(yīng)變 載荷BD-45*(RJ(T(RJ4F(RJ-45°(RJon(RO45"<RJp(N)AP(N)£Ae3)£AE【陸）£Ae63)AE(PE)E(gc)de£ps)E(悶iE(PC100200300400M 均（M£）彎寧扭實驗數(shù)據(jù)表格實驗總結(jié)實驗得主應(yīng)力

5、J實 一 e（；45 S）.、2e二 2 實-2（1）2（1）吾土QF +-7:)Q 二相對誤差：X100%實驗六等強(qiáng)度梁彎曲試驗實驗內(nèi)容：一般情況下，梁內(nèi)不同橫截面的彎矩不同。因而在按最大彎矩所設(shè)計的等截面梁中，除最大彎矩所在截面， 其余截面的材料強(qiáng)度均未得到充分利用。因此，在工程中，常根據(jù)彎矩沿梁軸的變化情況， 將梁也相應(yīng)設(shè)計成變截面的。 從彎曲角度考慮，理想的變截面梁，是使所有橫截面上的最大彎曲正應(yīng)力均等于許用應(yīng)力，即要求maxM (x)W(x)由此得抗彎截面系數(shù):W(x)M (x)TT根據(jù)W（x）設(shè)計梁的截面，各個橫截面具有同樣強(qiáng)度，這種梁稱為等強(qiáng)度梁。實驗?zāi)康呐c要求：（1）測定梁上下

6、表面的應(yīng)力，驗證梁的彎曲理論。（2）設(shè)計寬度不變、高度變化的等強(qiáng)度懸臂梁。設(shè)計思路：將試件固定在實驗臺架上， 梁彎曲時，同一截面上表面產(chǎn)生壓應(yīng)變， 下表面產(chǎn)生拉應(yīng)變,上下表面產(chǎn)生的拉壓應(yīng)變絕對值相等。計算公式6FxEbxh2式中：F 梁上所加的載荷；x 一載荷作用點到測試點的距離；E 一彈性模量;bx一梁的寬度；h 一梁的厚度在梁的上下表面分別粘貼上應(yīng)變片R、R;如圖6-1所示，當(dāng)對梁施加載荷P時，梁產(chǎn)生彎曲變形，在梁內(nèi)引起應(yīng)力。圖6-1等強(qiáng)度梁外形圖及布片圖關(guān)鍵技術(shù)分析:梁任意截面上的彎矩：M （x）二Fx根據(jù)梁彎曲正應(yīng)力的計算公式:M (x) _ 6FxW(x) 一 bxh2根據(jù)胡克定律得

7、梁表面各點的應(yīng)變：二s = E=理論值與實驗值比較：§二口理-口實xioo%h(x)二6Fxlb.理如果截面寬度b沿梁軸保持不變，得截面高度為: 實驗過程1.擬定加載方案。選取適當(dāng)?shù)某踺d荷Po（ 一般取Po=10% Pmax左右），估算最大載荷Pmax（該實驗載荷范圍w 100N），一般分46級加載。2 實驗采用多點測量中半橋單臂公共補償接線法。將懸臂梁上兩點應(yīng)變片按序號接到電阻應(yīng)變儀測試通道上，溫度補償片接電阻應(yīng)變儀公共補償端。3 按實驗要求接好線，調(diào)整好儀器，檢查整個系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。4.實驗加載，旋轉(zhuǎn)手輪向拉的方向加載。要均勻慢速加載至初載荷F0。記下各點應(yīng)變片的初讀數(shù)或應(yīng)變與加載力同時清零； 然后逐級加載，每增加一級載荷，依次記錄各點電阻 應(yīng)變儀的的讀數(shù)，直到最終載荷。實驗至少重復(fù)三次。附表1試件相關(guān)數(shù)據(jù)梁的尺寸和有關(guān)參數(shù)梁的高度h=8mm測試點的寬度bx= mm載荷作用點到固定點距離x=285mm彈性模量E=206Gpa泊松比卩=0.28附表2實驗數(shù)據(jù)載荷P(N) P£ 1Rl £ 1平均值£ 2R? £