彎扭組合實驗實驗報告

樂享科技彎扭組合實驗實驗報告經(jīng)營管理樂享實驗二彎扭組合試驗一、實驗?zāi)康?．用電測法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點處的主應(yīng)力大小和主平面的方向角；2．測定圓軸上貼有應(yīng)變片截面上的彎矩和扭矩；3．學(xué)習(xí)電阻應(yīng)變花的應(yīng)用。二、實驗設(shè)備和儀器1．微機(jī)控制電子全能試驗機(jī)；2．電阻應(yīng)變儀；3．游標(biāo)卡尺。三、試驗試件及裝置彎扭組合實驗裝置如圖一所示?？招膱A軸試件直徑D0＝42mm，壁厚t=3mm，l1=200mm，l2=240mm（如圖二所示）；中碳鋼資料信服極限s＝360MPa，彈性模量E＝206GPa，泊松比μ＝0.28。圖一實驗裝置圖四、實驗原理和方法圖三應(yīng)變花表示圖1、測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點處的主應(yīng)力大小和主平面的方向角；圓軸試件的一端固定，另一端經(jīng)過一拐臂承受集中荷載P，圓軸處于彎扭組合變形狀態(tài)，某一截面上下表面微體的應(yīng)力狀態(tài)如圖四和圖五所示。xxxx圖四圓軸上表面微體的應(yīng)力狀態(tài)圖五圓軸下表面微體的應(yīng)力狀態(tài)在圓軸某一橫截面A－B的上、下兩點貼三軸應(yīng)變花（如圖三），使應(yīng)變花的各應(yīng)變片方向分別沿0°和±45°。依照平面應(yīng)變狀態(tài)應(yīng)變解析公式：xyxycos2xysin2（1）222可獲取關(guān)于εx、εy、γxy的三個線性方程組，解得：x00y45045000（2）xy450450由平面應(yīng)變狀態(tài)的主應(yīng)變及其方向角公式：221xyxyxy（3）222tg0xyxmin)2(2(

2xy或tg2xymaxy)0（4）xy將式（2）分別代入式（3）和式（4），即可獲取主應(yīng)變及其方向角的表達(dá)式。關(guān)于各向同性資料，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系滿足廣義虎克定律：E11212（5）E22112由式（2）~（5），可得一點的主應(yīng)力及其方向角的表達(dá)式為：1E4504502E22221210045000450（6）tg2045045020045045000、450和450的測量可用1/4橋多點測量法同時測出（見圖六）。Ri、圓軸某一截面彎矩軸向應(yīng)力x僅由彎矩M引起，故有：Ri依照廣義虎克定律，可得：圖六x又:y0由式（7）~（9）獲?。?/p>

M(7)W1(xy)（8）E(9)MEWzx(10)以某截面上應(yīng)力最大的上點或下點作為測量點。測出X方向應(yīng)變片的應(yīng)變值εX（x00）。ε0的測量可用1/4橋接法（見圖七），也可采用半橋接法（見圖八）。R0R0上R下03、圓軸某一截面扭矩T的測量：切應(yīng)力τx僅扭矩T引起，故有：Tx（11）R0——x方向應(yīng)變片Rt——溫補(bǔ)片WP依照廣義虎克定律，可得：圖七圖八xGxyG(450450)（12）由式（11）、（12）可得：TGWP(450450)E(450450)(13)WP2(1)(00)的測量可用半橋接法（見圖七），也可采用全橋接法（見圖八）。4545上上R45R-45R上R45上P0=500N，Pmax=1500N，-45P=1000N，N=4。五、實驗步驟R45下R-45下1．設(shè)計實驗所需各種數(shù)據(jù)表格；2．測量試件尺寸；圖七圖八測量三次，取其平均值作為實驗值。3．?dāng)M訂加載方案；4．試驗機(jī)準(zhǔn)備、試件安裝和儀器調(diào)整；5．確定各項要求的組橋方式、接線和設(shè)置應(yīng)變儀參數(shù)；6．檢查及試車；檢查以上步驟完成情況，爾后預(yù)加必然載荷，再卸載至初載荷以下，以檢查試驗機(jī)及應(yīng)變儀可否處于正常狀態(tài)。7．進(jìn)行試驗；將載荷加至初載荷，記下此時應(yīng)變儀的讀數(shù)或?qū)⒆x數(shù)清零。重復(fù)加載，每重復(fù)一次，記錄一次應(yīng)變儀的讀數(shù)。實驗最少重復(fù)四次，若是數(shù)據(jù)牢固，重復(fù)性好即可。8．?dāng)?shù)據(jù)通過后，卸載、關(guān)閉電源、拆線并整理所用設(shè)備。六、試驗結(jié)果辦理1、原始數(shù)據(jù)列表并計算各測量值的平均值組橋1/4橋半橋全橋方式測量12345611所用的通道應(yīng)變上上00上下下下片位45045045000450置理論-60+348+311-311-348+60+696+740應(yīng)變值實第-88+332+320-305-319+69+644+784際一測組量第-86+333+321-298-309+74+646+783值二組第-84+333+321-297-308+76+650+783三組平均-86+332.67+320.67-300-312+73+646.67+783.33值2.計算實驗點的主應(yīng)力大小和其方向角，并與理論值(按名義尺寸計算)進(jìn)行比較由公式：可計算值：上1}210109（320.67-86）106上2（1-0.28）2故有：1092210226（1+0.28）（332.67+86）（）102可計算值:同理:下121010962210109226故有:}（-300+73）10（1+0.28）（-312-73）（-312+300）10下2（1-0.28）22下面將理論應(yīng)變值代入求解理論值:3、計算圓軸上貼有應(yīng)變片截面上的彎矩依照公式：而從理論值來看：4、計算圓軸上貼有應(yīng)變片截面上的扭矩依照公式：TEWP(450450)均2(1)可以獲取T210109160.0423(1(36)4)(783.33)106215.10Nm2(10.28)422而從理論值來看：七、誤差解析1、數(shù)據(jù)定量解析1）、主應(yīng)力與主平面方向角相對誤差解析2）、將上述M的計算值與Pl2的值進(jìn)行比較，并解析其誤差3）、將上述T的計算值與Pl1的值進(jìn)行比較，并解析其誤差2、定性解析由前面的誤差計算可以看出，實驗結(jié)果與真值比較湊近，但是上表面的誤差相比較下表面大，產(chǎn)生較大實驗誤差的原因可以歸納為：（1）、接線接頭處接觸電阻對實驗結(jié)果的影響，有些線可能沒有接好也許接的太松，從而引入較大的接觸電阻，而且有些線拆了后又再接上去，接觸電阻前后不一樣樣也會造成相應(yīng)的誤差；2）、應(yīng)變片在黏貼時候產(chǎn)生的弊端對測量產(chǎn)生較大影響，由于我們在進(jìn)行實驗的過程中，發(fā)現(xiàn)我們的測量結(jié)果比理論值素來偏大，而且數(shù)據(jù)的牢固性素來比較好，老師檢查時候說數(shù)據(jù)牢固性好說明實驗自己的步驟沒有問題，應(yīng)該是在貼應(yīng)變片的時候應(yīng)變片貼的不是很標(biāo)準(zhǔn)；3）、在清零的過程中由于數(shù)據(jù)變動對實驗結(jié)果產(chǎn)生較大的影響；4）、卸載及再加載的過程中由于速度過快，沒有足夠的時間使數(shù)據(jù)牢固下來可能就讀數(shù)了；（5）、本實驗在實驗前并沒有再次進(jìn)行軸的相關(guān)尺寸的測量，而是沿用了一直的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，實質(zhì)尺寸可能與標(biāo)準(zhǔn)尺寸有出入，從而造成實驗結(jié)果的計算誤差；（6）資料自己的質(zhì)量分布以及弊端對實驗也會造成必然的影響。八、實驗感想與實驗改進(jìn)建議此次做的實驗名稱是《彎扭組合實驗》。資料力學(xué)實驗是資料力學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)與深入，在其中要用到很多課堂上所學(xué)到的理論知識與結(jié)果，是將自己所學(xué)到的知識付諸實踐的一種形式。在力學(xué)實驗中，影響實驗的因素很多，產(chǎn)生誤差的原因也千頭萬緒，要求我們有一顆慎重的心，嚴(yán)格控制好實驗條件等多種路子，以最正確的試驗方式表現(xiàn)力學(xué)現(xiàn)象，考驗了我們實質(zhì)著手能力和解析解決問題的能力。資料力學(xué)實驗有必然的復(fù)雜性，為了在規(guī)定的時間內(nèi)完成老師所要求的實驗內(nèi)容，達(dá)到優(yōu)異的實驗結(jié)果，需要課前認(rèn)真的預(yù)習(xí)，因此在課前，我認(rèn)真預(yù)習(xí)了實驗講義上提到的相關(guān)步驟與注意事項，認(rèn)識了儀器的工作原理、性能、正確的操作步驟與各種橋路的接法及其電路原理，寫好了實驗預(yù)習(xí)報告。預(yù)習(xí)是實驗前面必定要完成的工作，但是工作的重點還是在實驗過程中。我在做實驗的過程中，格外小心，由于我們所用的全能試驗機(jī)是一種比較精確地儀器，稍微不注意就會使得機(jī)器所施加的力高出我們的預(yù)期要求。我感覺是要過程中老師的指導(dǎo)是必不可以少的，在本次試驗中，老師給了我們?nèi)齻€她要求檢查的地方（三種橋路所測得三種數(shù)值），經(jīng)過老師在實驗過程中的檢查，可以使我意識到我的實驗可否在一路正確的進(jìn)行下去。在讀數(shù)的過程中必然要小心，由于數(shù)據(jù)擁有變動性，不要馬虎了事，必然要等數(shù)據(jù)牢固后在進(jìn)行讀數(shù)、這樣才可以保證我們所測量的數(shù)據(jù)的精確性。試驗完成后，要認(rèn)真清理試驗臺，把所有的儀器恢復(fù)到位。在實驗完成后，我認(rèn)真的辦理了實驗數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)是定量解析的依照，是研究、考據(jù)力學(xué)規(guī)律的第一手資料。本次試驗我進(jìn)一步學(xué)習(xí)了用電腦辦理實驗數(shù)據(jù)，剛開始我還不是很