實驗四 薄壁圓筒在彎扭組合變形下主應力測定

1、實驗四 薄壁圓筒在彎扭組合變形下主應力測定實驗內(nèi)容：構(gòu)件在彎扭組合作用下，根據(jù)強度理論，其強度條件是。計算當量應力，首先要確定主應力，而主應力的方向是未知的，所以不能直接測量主應力。通過測定三個不同方向的應變，計算主應變，最后計算出主應力的大小和方向。本實驗測定應變的三個方向分別是-45°、0°和45°。實驗目的與要求：1、用電法測定平面應力狀態(tài)下一點的主應力的大小和方向2、進一步熟悉電阻應變儀的使用，學會1/4橋法測應變的實驗方法設計思路：為了測量圓管的應力大小和方向，在圓管某一截面的管頂B點、管底D點各粘貼一個45°應變花，測得圓管頂B點的-45&#

2、176;、0°和45°三個方向的線應變、。應變花的粘貼示意圖 實驗裝置示意圖關(guān)鍵技術(shù)分析：由材料力學公式：得從以上三式解得主應變根據(jù)廣義胡克定律1、實驗得主應力大小 方向 2、理論計算主應力3、誤差實驗過程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?shù)某踺d荷P0(一般取Po=lOPmax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變片的應變值

3、，直到最終載荷。實驗至少重復兩次。5作完試驗后，卸掉載荷，關(guān)閉電源，整理好所用儀器設備，清理實驗現(xiàn)場，將所用儀器設備復原，實驗資料交指導教師檢查簽字。6.實驗裝置中，圓筒的管壁很薄，為避免損壞裝置，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))實驗結(jié)果處理彎扭實驗數(shù)據(jù)表格實驗總結(jié)實驗得主應力實驗六 等強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計的等截面梁中，除最大彎矩所在截面，其余截面的材料強度均未得到充分利用。因此，在工程中，常根據(jù)彎矩沿梁軸的變化情況，將梁也相應設計成變截面的。從彎曲角度考慮，理想的變截面梁，是使所有橫截面上的

4、最大彎曲正應力均等于許用應力，即要求由此得抗彎截面系數(shù)： 根據(jù)設計梁的截面，各個橫截面具有同樣強度，這種梁稱為等強度梁。實驗目的與要求：（1）測定梁上下表面的應力，驗證梁的彎曲理論。（2）設計寬度不變、高度變化的等強度懸臂梁。設計思路：將試件固定在實驗臺架上，梁彎曲時，同一截面上表面產(chǎn)生壓應變，下表面產(chǎn)生拉應變，上下表面產(chǎn)生的拉壓應變絕對值相等。計算公式式中： F一梁上所加的載荷; 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變片R1、R2；如圖6-1所示，當對梁施加載荷P時，梁產(chǎn)生彎曲變形，在梁內(nèi)引起應力。圖6-1等強度梁外形圖及布片圖

5、關(guān)鍵技術(shù)分析：梁任意截面上的彎矩：根據(jù)梁彎曲正應力的計算公式：根據(jù)胡克定律得梁表面各點的應變：理論值與實驗值比較：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?shù)某踺d荷P0(一般取Po=10Pmax左右)，估算最大載荷Pmax(該實驗載荷范圍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。將懸臂梁上兩點應變片按序號接到電阻應變儀測試通道上，溫度補償片接電阻應變儀公共補償端。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P0。記下各點應變片的初讀數(shù)或應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變儀的的讀數(shù)，直到最終載荷。實驗至少重復三次。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=0.28附表2 實驗數(shù)據(jù)載荷（N）PP應變儀