材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告彎扭組合

111 2管彎扭組合變形應(yīng)變測(cè)定實(shí)驗(yàn)驗(yàn)?zāi)康?電測(cè)法測(cè)定平面應(yīng)力狀態(tài)下主應(yīng)力的大小及方向；2薄壁圓管在彎扭組合變形作用下，分別由彎矩、剪力和扭矩所引起的設(shè)備1組合實(shí)驗(yàn)裝置；2．YJ-4501A/SZ靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀。驗(yàn)原理薄壁圓管受力簡(jiǎn)圖如圖1所示。薄壁圓薄壁圓管材料為鋁合金，其彈性模量GNm2,泊松比μ為0.33。薄壁圓管截 扭矩。Ⅰ-Ⅰ截面現(xiàn)有A、B、C、D四個(gè)測(cè)點(diǎn)，其應(yīng)力狀態(tài)如圖3所示。每點(diǎn) 方法1.指定點(diǎn)的主應(yīng)力大小和方向的測(cè)定測(cè)出三個(gè)方向的線應(yīng)變，然后運(yùn)用應(yīng)變-應(yīng)力換算關(guān)系求出主應(yīng)力的大小和方向。若測(cè)得應(yīng)變?chǔ)?、ε、?45 0

主應(yīng)力大小的計(jì)算公式為

1

EGG 441441方向計(jì)算公式為tg2

45

45

tg2

2 45

2.彎矩、剪力、扭矩所分別引起的應(yīng)力的測(cè)定a.彎矩M引起的正應(yīng)力的測(cè)定

2然后由虎克定律可求得彎矩M引起的正應(yīng)力

E

2b.扭矩Mn引起的剪應(yīng)力的測(cè)定 用A、C兩被測(cè)點(diǎn)-450、450方向的應(yīng)變片組成圖5（b）所示全橋線路，可0方向所引起的線應(yīng)變

4

E

c.剪力Q引起的剪應(yīng)力的測(cè)定用A、C兩被測(cè)點(diǎn)-450、450方向的應(yīng)變片組成圖5（c）所示全橋線路，可

Q

Qd

E

驗(yàn)步驟1.接通測(cè)力儀電源，將測(cè)力儀開(kāi)關(guān)置開(kāi)。2.將薄壁圓管上A、B、C、D各點(diǎn)的應(yīng)變片按單臂（多點(diǎn)）半橋測(cè)量接線至應(yīng)變儀測(cè)量通道上。3.預(yù)加50N初始載荷，將應(yīng)變儀各測(cè)量通道置零；分級(jí)加載，每級(jí)100N，加至450N，記錄各級(jí)載荷作用下應(yīng)變片的讀數(shù)應(yīng)變，然后卸去載荷。3變的測(cè)定。果處理

012

3

045

6P

?P(με)

d均(με)07

8

9

10

11

12P

?P

P

?P d均(με) 應(yīng)力 m2

Q

結(jié)果

1 3 m2

七．思考題1.測(cè)定由彎矩、剪力、扭矩所引起的應(yīng)變，還有哪些接線方法，請(qǐng)畫(huà)出測(cè)量的接法。a．測(cè)量彎矩引起的應(yīng)變，還可以用R5或R112.本實(shí)驗(yàn)中能否用二軸450應(yīng)變花替代三軸450應(yīng)變花來(lái)確定主應(yīng)力的大?。繛槭裁?？本實(shí)驗(yàn)中A、C兩點(diǎn)可以用二軸450應(yīng)變花替代三軸450應(yīng)變花，B、D兩A、大小，兩個(gè)未知數(shù)，只要用兩個(gè)應(yīng)變片就可以了。組合實(shí)驗(yàn)理論計(jì)算圓管截面尺寸、受力簡(jiǎn)圖如圖所示Ⅰ-用的力有剪力QP100（N） 扭矩Mn0.2P20（N·m）彎矩M0.3P30（N·m）Ⅰ-何性質(zhì)144.91510W2A2WW tgtg2 2面模量

D3

6

（m3）截面模量

WD3

6

（m3）A、C點(diǎn)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、彎曲剪應(yīng)力計(jì)算（在中性層上可視為純剪狀態(tài)）剪應(yīng)力

4.915106

Mpa

18.252.5106

Mpat—圓管壁厚 R0=18.25mmA點(diǎn)剪應(yīng)力 4.77 n C點(diǎn)剪應(yīng)力 3.37 n A點(diǎn)主應(yīng)力 134.77 A點(diǎn)主應(yīng)力方向 045C點(diǎn)主應(yīng)力 133.37 C點(diǎn)主應(yīng)力方向 045B、D點(diǎn)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、彎曲正應(yīng)力計(jì)算扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 Mn4.07 正應(yīng)力

2.458106

122

MpaB

maxmin

2

4.07213.4

MpaB點(diǎn)主應(yīng)力方向

6.17.31.20 Mpa4.070.