薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验心得与体会
薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验心得与体会
薄壁圆筒在弯扭组合变形下的主应力测定实验是一项重要的力学实验，通过该实验可以研究薄壁圆筒材料在扭转和挠曲作用下的主应力分布规律。
在进行实验过程中，我深刻体会到以下几点：
首先，实验前需要准备完善的实验设备，包括圆筒夹持装置、力传感器、测力仪等。这些设备的选择和使用对实验结果的准确性有着关键的影响。在选择实验设备时，需要注意其测量范围、测量精度和稳定性等因素。
其次，实验操作过程中需要注意严格的操作流程和规范。在夹持圆筒时，要确保夹持力均匀，避免对圆筒造成额外的变形和应力集中。在施加载荷时，需要逐渐增加载荷，并记录下相应的位移和载荷数值。同时，要避免短时间内施加过大的载荷，以免对圆筒材料产生破坏。
第三，数据处理和结果分析是实验的重要环节。通过测量得到的载荷和位移数据，可以计算出圆筒在不同位置的应变和应力值。进一步，可以通过应力分布的分析得到主应力分布的规律，并与理论分析进行对比。在数据处理过程中，需要注意误差的分析和排除，确保实验结果的准确性和可靠性。
最后，实验结果的分析和讨论对于深入理解薄壁圆筒在弯扭组合变形下的主应力分布规律具有重要意义。通过对实验结果的分析，可以对薄壁圆筒材料的力学性能有更深入的认识，为相
关工程设计和实际应用提供参考依据。
总的来说，薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验是一项复杂而有意义的实验，通过实验操作和数据处理，可以深入了解圆筒材料力学性能的变化规律，为实际应用提供理论依据和工程设计指导。
实验六 薄壁管弯曲、扭转组合应力的测定
图3-2 受力简图及几何尺寸 实验六 薄壁管弯曲、扭转组合应力的测定 一、实验目的 工程实际中的构件一般处于复杂应力状态下，往往是几种基本变形的组合，要确定这些构件上某点的主应力大小和方向，也就比较复杂，甚至有些复杂的工程结构尚无准确的理论公式可供计算，在这种情况下，常常要借助实验的方法解决，如电测法、光测法等。 本实验的目的是在复合抗力下的应力，应变测定。包括通过薄壁圆管在弯扭组合作用下其表面任一点主应力大小和方向的测定；薄壁管某截面内弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应变的测定。 1.学习电阻应变仪的使用，学习了解半桥和全桥的组桥技术。 2.通过组桥技术，学习掌握在弯扭组合条件下分离弯曲正应变、扭转剪应变、弯曲剪应变的测量技术。 二、仪器设备 1、静态电阻应变仪 2、多功能组合实验台 三、实验装置 实验装置如图3-1所示，它由圆管固定支座1、空心圆管2、固定立柱3、加载手轮4、荷载传感器5、压头6、扭转力臂7、测力仪8、 应变仪9等组成。实验时顺时针转动加载手轮， 传感器和压头使随螺杆套向下移动。当压头和扭 转力臂接触时，传感器受力。传感器把感受信号 输入测力仪，测力仪显示出作用在扭转力臂端点D 处的荷载值ΔP o 端点作用力ΔP 平移到圆管E 点 上，便可分解成2个力：一个集中力ΔP 和一个 扭矩M n =ΔP ×a 。这时，空心圆管不仅受到扭矩的作 用，同时还受到弯矩的作用，产生弯扭组合变形。空 心圆管材料为不锈钢，外径D=47.20 mm,内径d= 40.7 mm,其受力简图和有关尺寸见图3-2所示。 I-I 截面为被测试截面，取图示A 、C 二个测点，在每个测点上各贴一枚应变花。
弯扭组合实验实验报告
弯扭组合实验实验报告 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
乐享科技 弯扭组合实验实验报告 经营管理 乐享 实验二弯扭组合试验 一、实验目的 1．用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角；2．测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩； 3．学习电阻应变花的应用。 二、实验设备和仪器 1．微机控制电子万能试验机； 2．电阻应变仪； 3．游标卡尺。
三、试验试件及装置 弯扭组合实验装置如图一所示。空心圆轴试件直径D 0＝42mm ，壁厚t=3mm ， l 1=200mm ，l 2=240mm （如图二所示）；中碳钢材料屈服极限s σ＝360MPa ，弹性模 量E ＝206GPa ，泊松比μ＝。 图一 实验装置图 四、实验原理和方法 1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角； 圆轴试件的一端固定，另一端通过一拐臂承受集中荷载P ，圆轴处于弯扭组合变形状态，某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。 在圆轴某一横截面A －B 的上、下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片方向分别沿0°和±45°。 根据平面应变状态应变分析公式： αγαεεεεεα2sin 2 2cos 2 2 xy y x y x - -+ += （1） 可得到关于εx 、εy 、γxy 的三个线性方程组，解得： 图三 应变花示意 图四 圆轴上表面微体的应 x x x x 图五 圆轴下表面微体的应
45 45045450 εεγεεεεεε-=-+==--xy y x （2） 由平面应变状态的主应变及其方位角公式： 2 2 21222??? ? ??+???? ??-±+=xy y x y x γεεεεεε （3）0min max 2()2()xy xy x y tg γγαεεεε=- =- --或y x xy tg εεγα--=02 （4） 将式（2）分别代入式（3）和式（4），即可得到主应变及其方位角的表达式。 对于各向同性材料，应力应变关系满足广义虎克定律： ()()122 2212 111μεεμσμεεμ σ+-= +-= E E （5） 由式（2）~（5），可得一点的主应力及其方位角的表达式为： ()()() ()() 00 45 45045 4502 450 2 45 04545212212212-------= -+-+±-+=εεεεεαεε εεμμεεσσtg E E （6） 0ε、0 45ε和0 45-ε的测量可用1/4桥多点测量法同时测出（见图六）。 2、圆轴某一截面弯矩M 的测量： 轴向应力x 仅由弯矩M 引起，故有： z x W M = σ (7) 根据广义虎克定律，可得： )(1 y x x E μσσε-= （8） 图六 R i R
薄壁圆管弯扭组合变形测定实验报告数据
薄壁圆管弯扭组合变形测定实验报告数据近年来，薄壁圆管的弯扭组合变形测定实验受到了广泛的重视，因此，作为研究该项技术的一个基本实验，我们就此进行了一项实验，数据详述如下： 实验参数： 该实验中，研究对象为薄壁圆管，材料为不锈钢，直径为150mm，厚度为2mm。实验所用的工具包括：一台动力转子台，一台扭矩传感器，一台测力仪和一台凸轮钳。实验中设定的参数：初始扭矩为10N.m，递增步长为0.2N.m，扭矩最大值为50N.m，扭矩比值为0.6，频率为30r/min，弯曲角度的最小变化量为0.2°。 实验结果： 实验中，以扭矩为变量，以形变量（弯曲角度）为因变量，于是我们获得了以下实验数据： 扭矩/N.m 弯曲角度/° 10.0 -2.2 10.2 -2.5 10.4 -2.8 10.6 -3.0 10.8 -3.2 11.0 -3.4 11.2 -3.5 11.4 -3.7
11.6 -3.8 11.8 -4.0 …… 50.0 -20.5 根据以上实验数据，可以看出，随着扭矩的增大，薄壁圆管的弯曲角度也随着增大。 实验分析： 从上文的实验数据可以看出，当扭矩增加时，薄壁圆管的弯曲角度也会随之增加，这表明薄壁圆管具有较强的弯曲变形能力。因此，利用该材料可以制造出更加精致的零件，为自动化制造、精密机械等领域提供参考依据。 结论： 通过本次实验，我们可以得出结论： 1、薄壁圆管具有较强的弯曲变形能力，这表明其可以用来制作精致的零件。 2、实验结果可以作为自动化制造、精密机械等领域的参考依据。 3、未来可以增大实验范围，收集更多的实验数据，以深化对薄壁圆管弯扭组合变形的研究。 本次实验为薄壁圆管弯扭组合变形提供了一份深入的数据报告，从这份报告中，我们可以更好地了解薄壁圆管变形性能，从而为未来的研究提供参考。
实验四-薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定
实验四-薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定
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[]r σσ≤。计算当量应力r σ，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，测得圆管顶B 点的-45°、0°和45°三个方向的线应变45ε-、 0ε、45ε。 应变花的粘贴示意图 实验装置示意图 关键技术分析： 由材料力学公式： 得 从以上三式解得 主应变
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 []σσ== ) () (max x W x M 由此得抗弯截面系数： [] σ) ()(x M x W = 根据)(x W 设计梁的截面，各个横截面具有同样强度，这种梁称为等强度梁。 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
某实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定
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[]r σσ≤。计算当量应力r σ，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，测得圆管顶B 点的-45°、0°和45°三个方向的线应变45ε-、 0ε、45ε。 应变花的粘贴示意图 实验装置示意图 关键技术分析： 由材料力学公式： 得 从以上三式解得 主应变
根据广义胡克定律 1、实验得主应力 大小 ___ ___ ___145452()2(1)E σεεσμ-+⎫= ± ⎬-⎭实实 方向 ____________ 04545 045452()/(2) tg αεεεεε- - =+ --实 2、理论计算主应力 3、误差 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1 2.拟定加载方案。先选取适当的初载荷P 0(一般取P o =lO ％P max 左右)。估算P max (该实验载荷范围P max <400N)，分4～6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P o ，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。
弯扭组合实验实验报告
乐享科技 弯扭组合实验实验报告 经营管理 乐享 实验二弯扭组合试验 一、实验目的 1．用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角；2．测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩； 3．学习电阻应变花的应用。 二、实验设备和仪器 1．微机控制电子万能试验机； 2．电阻应变仪； 3．游标卡尺。
三、试验试件及装置 弯扭组合实验装置如图一所示。空心圆轴试件直径D 0＝42mm ，壁厚t=3mm ， l 1=200mm ，l 2=240mm （如图二所示）；中碳钢材料屈服极限s σ＝360MPa ，弹性模量E ＝206GPa ，泊松比μ＝0.28。 图一 实验装置图 四、实验原理和方法 1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角； 圆轴试件的一端固定，另一端通过一拐臂承受集中荷载P ，圆轴处于弯扭组合变形状态，某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。 在圆轴某一横截面A －B 的上、下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片方向分别沿0°和±45°。 根据平面应变状态应变分析公式： αγαεεεεεα2s i n 2 2c o s 2 2 xy y x y x - -+ += （1） 可得到关于εx 、εy 、γ xy 的三个线性方程组，解得： 45 45045450 εεγεεεεεε-=-+==--xy y x （2） 图三 应变花示意图 图四 圆轴上表面微体的应力状态 图五 圆轴下表面微体的应力状态
由平面应变状态的主应变及其方位角公式： 2 221222⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-±+=xy y x y x γεεεεεε （3）0min max 2()2()xy xy x y tg γγαεεεε=- =- --或y x xy tg εεγα--=02 （4） 将式（2）分别代入式（3）和式（4），即可得到主应变及其方位角的表达式。 对于各向同性材料，应力应变关系满足广义虎克定律： ()()122 2212 111μεεμσμεεμ σ+-= +-= E E （5） 由式（2）~（5），可得一点的主应力及其方位角的表达式为： ()()() ()() 00 45 45045 4502 450 2 4504545212212212-------= -+-+± -+=εεεεεαεε εεμμεεσσtg E E （6） 0ε、0 45ε和0 45-ε的测量可用1/4桥多点测量法同时测出（见图六）。 2、圆轴某一截面弯矩M 的测量： 轴向应力σx 仅由弯矩M 引起，故有： z x W M = σ (7) 根据广义虎克定律，可得： )(1y x x E μσσε-= （8） 又: 0=y σ (9) 由式（7）~（9）得到： x z W E M ε⋅⋅= (10) 以某截面上应力最大的上点或下点作为测量点。测出X 方向应变片的应变值εX （00εε=x ）。 图六 R i R i
实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定
实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定之老 阳三干创作 创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日 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 [] r σσ≤。计算当量应力r σ，首先要确定主应力，而主应力的方向 是未知的，所以不克不及直接丈量主应力。通过测定三个分歧方向的应变，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： 为了丈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，测得圆管顶B 点的-45°、0°和45°三个方向的线应变45ε-、0ε、45ε。 应变花的粘贴示意图 实验 装置示意图 关键技术分析： 由资料力学公式：
得 从以上三式解得主应变 根据广义胡克定律1、实验得主应力 大小 ______ ____________ 122 4545 450450 2 ()2 ()() 2(1)2(1) E E σεε εεεε σμμ - - + ⎫ =±-+- ⎬ -+ ⎭ 实 实 方向 _______________ 0454504545 2()/(2) tgαεεεεε -- =+-- 实 2、理论计算主应力 3、误差 实验过程 1.丈量试件尺寸、力臂长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。附表1 2.拟定加载方案。先选取适当的初载荷P0(一般取P o=lO％P max 左右)。估算P max(该实验载荷范围P max<400N)，分4～6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P o，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，实验资料交指导教师检查签字。
实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定
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b, 50］。计算当量 应力込，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，测得圆管顶B 点的-45%0°和45。三个方向的线应变£」一、 应变花的粘贴示意图 关键技术分析: 山材料力学公式: 6 4习 ” * = £八 £密二一2 ------- r 从以上三式解得 主应变 、 八T tan2a 0 = ------- -- -- s x 一®： 拉力P 实验装置示意图
根据广义胡克定律 1、实验得主应力 :::〜折 ± 匸；+ 4 f ）说 3 ± M +厂）=^（z±7F77） 3、误差 相对误走：？= xlOO% xlOO% 弧 。■炫吩 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 1 2. 拟定加载方案。先选取适当的初载荷P （）（ —般取Po=lO%Pmax 左右）。估算 Pmax （该实验载荷范围Pmax<400N ）,分4〜6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P 。，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 力扳动圆筒的自山端和力臂。 大小 方向 2、理论计算主应力 /g2a 咲=（绪 + 匚）/（2命_4； _匚） 7^}- £ 市 （D ± V2E 一2(1 + “) tan2a 0
薄壁圆筒弯扭组合应力实验
实验六 弯扭组合应力测定试验 一、实验目的 1．测定薄壁圆筒弯、扭组合变形时的表面一点处的主应力大小和方向，并与理论值进行比较。 2．进一步熟悉电阻应变仪及预调平衡箱的使用方法。 二、实验原理 为了用实验的方法测定薄壁圆筒弯曲和扭转时表面一点处的主应力的大小和方向。首先要测量该点处的应变，确定该点处的主应变ε1，ε3，的大小和方向，然后利用广义虎克定律算得一点处的主应力σ1，σ3。根据平面应变状态分析原理，要确定一点处的主应变，需要知道该点处沿x,y 两个相互垂直方向的三个应变分量εx ，εy ，γxy 。由于在实验中测量剪应变很困难。而用应变计（如电阻应变片）测量线应变比较简便，所以通常采用测一点处沿x 轴成三个不同且已知夹角的线应变εa ，εb ，εc ，见图6-1（a ）。 ⎪⎪ ⎭ ⎪ ⎪⎬⎫ -+=-+=-+=c c xy c y c x c b b xy b y b x b a a xy a y a x a ααγαεαεεααγαεαεεααγαεαεεcos sin sin cos cos sin sin cos cos sin sin cos 222 2 22 (6-1) 图6-1（a ） 图6-2（b ） 为了简化计算，实际上采用互成特殊角的三片应变片组成的应变花，中间的应变片与X 轴成0°，另 外两个应变片则分别与X 轴成±45°角见图6-3。用电阻应变仪分别测得圆筒变形后应变花的三个应变值，即ε0°，ε45°，ε-45°。由方程组（6-1）得应变分量 ︒ ︒-︒-︒︒︒ -=+-==4545450450εεγεεεεεεxy y x （6-2） 主应变公式为 ()2 2 132 1 2 xy y x y x γεε εεε+-± += （6-3） 将（6-2）式代入（6-3）式得： ()()2450204545451 32 2 2 ︒︒︒︒-︒ ︒--+-± += εεεεεεε （6-4） Y c b a X αa αb αc X Y +45° -45°
弯扭组合变形实验报告
薄壁圆管弯扭组合(zǔhé)变形应变测定(cèdìng)实验 一．实验(shíyàn)目的 1．用电测法测定平面应力状态(zhuàngtài)下主应力的大小及方向； 2．测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别(fēnbié)由弯矩、剪力和扭矩所引起的应力。 二．实验仪器和设备 1．弯扭组合实验装置； 2．YJ-4501A/SZ静态数字电阻应变仪。 三．实验原理 薄壁圆管受力简图如图1所示。薄壁圆 管在P力作用下产生弯扭组合变形。 薄壁圆管材料为铝合金，其弹性模量E 为72, 泊松比μ为0.33。薄壁圆管截图1 面尺寸、如图2所示。由材料力学分析可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩。Ⅰ-Ⅰ截面现有A、B、C、D四个测点，其应力状态如图3所示。每点处已按–450、00、+450方向粘贴一枚三轴450应变花，如图4所示。 图2 图3 图4 四．实验内容及方法 1. 指定点的主应力大小和方向的测定 薄壁圆管A、B、C、D四个测点，其表面都处于平面应力状态，用应变花测出三个方向的线应变，然后运用应变-应力换算关系求出主应力的大小和方向。若测得应变ε-45、ε0、ε45，则主应力大小的计算公式为
主应力方向(fāngxiàng)计算公式为 或 2. 弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应力(yìnglì)的测定 a. 弯矩M引起的正应力(yìnglì)的测定 只需用(xū yònɡ)B、D两测点00方向(fā ngxiàng)的应变片组成图5（a）所示半桥线 路，就可测得弯矩M引的正应变 然后由虎克定律可求得弯矩M引起的正应 力 b. 扭矩M n引起的剪应力的测定图5 用A、C两被测点-450、450方向的应变片组成图5（b）所示全桥线路，可测得扭矩M n在450方向所引起的线应变 由广义虎克定律可求得剪力M n引起的剪应力 c.剪力Q引起的剪应力的测定 用A、C两被测点-450、450方向的应变片组成图5（c）所示全桥线路，可测得剪力Q在450方向所引起的线应变 由广义虎克定律可求得剪力Q引起的剪应力 五．实验步骤 1. 接通测力仪电源，将测力仪开关置开。 2. 将薄壁圆管上A、B、C、D各点的应变片按单臂（多点）半桥测量接线 方法接至应变仪测量通道上。 3. 预加50N初始载荷，将应变仪各测量(cèliáng)通道置零；分级加载，每 级100N，加至450N，记录各级载荷作用下应变片的读数(dúshù)应 变，然后卸去载荷。
弯扭组合变形实验报告
薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验 一．实验目的 1．用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向； 2．测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别由弯矩、剪力和扭矩所引起的 应力。 二．实验仪器和设备 1．弯扭组合实验装置； 2．YJ-4501A/SZ 静态数字电阻应变仪。 三．实验原理 薄壁圆管受力简图如图1所示。薄壁圆管在P 力作用下产生弯扭组合变形。 薄壁圆管材料为铝合金，其弹性模量E 为72 2m GN , 泊松比μ为。薄壁圆管截 图1 面尺寸、如图2所示。由材料力学分析可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩。Ⅰ-Ⅰ截面现有A 、B 、C 、D 四个测点，其应力状态如图3所示。每点处已按 –450、00、+450方向粘贴一枚三轴450应变花，如图4所示。 图2 图3 图4 四．实验内容及方法 1. 指定点的主应力大小和方向的测定 薄壁圆管A 、B 、C 、D 四个测点，其表面都处于平面应力状态，用应变花测出三个方向的线应变， 然后运用应变-应力换算关系求出主应力的大小和方向。若测得应变ε-45、ε0、ε45 ，则主应力大小的计算公式为 ()()()⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡-+--±++-=--24502 0454******* 1211εεεεμεεμ μσσE
主应力方向计算公式为 ()()04545045 452εεεεεεα----= --tg 或 ()45 450454522εεεεεα+---=--tg 2. 弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应力的测定 a. 弯矩M 引起的正应力的测定 只需用B 、D 两测点00方向的应变片组成图5（a ）所示半桥线路，就可测得弯矩M 引的正应变 2 Md M εε= 然后由虎克定律可求得弯矩M 引起的正应力 2 Md M M E E εεσ= = b. 扭矩M n 引起的剪应力的测定 图5 用A 、C 两被测点-450、450方向的应变片组成图5（b ）所示全桥线路，可 测得扭矩M n 在450方向所引起的线应变 4 nd n εε= 由广义虎克定律可求得剪力M n 引起的剪应力 ()214nd nd n G E εμετ=+= c. 剪力Q 引起的剪应力的测定 用A 、C 两被测点-450、450方向的应变片组成图5（c ）所示全桥线路，可测得剪力Q 在450方向所引起的线应变 4 Qd Q εε= 由广义虎克定律可求得剪力Q 引起的剪应力 () 2 14Qd Qd Q G E εμετ=+= 五．实验步骤 1. 接通测力仪电源，将测力仪开关置开。 2. 将薄壁圆管上A 、B 、C 、D 各点的应变片按单臂（多点）半桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。 3. 预加50N 初始载荷，将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级100N ，加至450N ，记录各级载荷作用下应变片的读数应变，然后卸去载荷。 4. 按图5各种组桥方式，从复实验步骤3，分别完成弯矩、扭矩、剪力所引起应变的测定。 六．实验数据及结果处理
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薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验 一．实验目的 1．用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向； 2．测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别由弯矩、剪力和扭矩所引起 的应力。 二．实验仪器和设备 1．弯扭组合实验装置； 2．YJ-4501A/SZ 静态数字电阻应变仪。 三．实验原理 薄壁圆管受力简图如图1所示。薄壁圆管在P 力作用下产生弯扭组合变形。 薄壁圆管材料为铝合金，其弹性模量E 为72 2m GN , 泊松比μ为0.33。薄壁圆管截 图1 面尺寸、如图2所示。由材料力学分析可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩。Ⅰ-Ⅰ截面现有A 、B 、C 、D 四个测点，其应力状态如图3所示。每点处已按 –450、00、+450方向粘贴一枚三轴450应变花，如图4所示。 图2 图3 图4 四．实验内容及方法 1. 指定点的主应力大小和方向的测定 薄壁圆管A 、B 、C 、D 四个测点，其表面都处于平面应力状态，用应变花测出三个方向的线应变， 然后运用应变-应力换算关系求出主应力的大小和方向。若测得应变ε-45、ε0、ε45 ，则主应力大小的计算公式为 ()()()⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡-+--±++-=--24502 0454******* 1211εεεεμεεμ μσσE
主应力方向计算公式为 ()() 04545045 452εεεεεεα----= --tg 或 () 4545045 4522εεεεεα+--- =--tg 2. 弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应力的测定 a. 弯矩M 引起的正应力的测定 只需用B 、D 两测点00方向的应变片组成图5（a ）所示半桥线路，就可测得弯矩M 引的正应变 2 Md M εε= 然后由虎克定律可求得弯矩M 引起的 正 应 力 2 Md M M E E εεσ= = b. 扭矩M n 引起的剪应力的测定 图5 用A 、C 两被测点-450、450方向的应变片组成图5（b ）所示全桥线路，可 测得扭矩M n 在450方向所引起的线应变 4 nd n εε= 由广义虎克定律可求得剪力M n 引起的剪应力 ()214nd nd n G E εμετ=+= c. 剪力Q 引起的剪应力的测定 用A 、C 两被测点-450、450方向的应变片组成图5（c ）所示全桥线路，可测得剪力Q 在450方向所引起的线应变 4 Qd Q εε= 由广义虎克定律可求得剪力Q 引起的剪应力 () 2 14Qd Qd Q G E εμετ=+= 五．实验步骤 1. 接通测力仪电源，将测力仪开关置开。 2. 将薄壁圆管上A 、B 、C 、D 各点的应变片按单臂（多点）半桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。 3. 预加50N 初始载荷，将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级100N ，加至450N ，记录各级载荷作用下应变片的读数应变，然后卸去载荷。