薄壁圆筒在弯扭组合变形主应力测定报告
薄壁圆筒在弯扭组合变形主应力测定报告
一、概述
薄壁圆筒是工程中常见的一种结构形式，其在使用过程中受到的弯
曲和扭转载荷往往同时存在，因此对其在弯扭组合变形条件下的主应
力进行准确测定具有重要意义。本报告旨在对薄壁圆筒在弯扭组合变
形下的主应力进行测定，并提供权威的数据支持。
二、实验目的
1.对薄壁圆筒在弯曲和扭转载荷下的主应力进行测定；
2.掌握薄壁圆筒在弯扭组合变形条件下的变形规律；
3.提供准确可靠的数据支持，为工程设计提供参考依据。
三、实验原理
在弯曲和扭转载荷共同作用下，薄壁圆筒内部会产生主应力和主剪
应力。其主应力由弯曲应力和扭转应力共同决定，根据相关理论原理，可以通过测定薄壁圆筒表面的变形情况，推导出其在弯扭组合变形条
件下的主应力。
四、实验装置和材料
1.薄壁圆筒实验样品；
2.应变仪；
3.扭转载荷施加装置；
4.弯曲载荷施加装置；
5.数据采集系统；
6.相关辅助工具；
7.其他必要的辅助材料。
五、实验步骤
1.准备薄壁圆筒样品，清洁表面并固定在实验台上；
2.根据实验要求，施加弯曲载荷，并记录薄壁圆筒的变形情况；
3.根据实验要求，施加扭转载荷，并记录薄壁圆筒的变形情况；
4.利用应变仪等装置对薄壁圆筒表面的应变变化进行实时监测和记录；
5.根据采集的数据，推导出薄壁圆筒在弯扭组合变形条件下的主应力。
六、实验数据处理和分析
1.根据实验采集的数据，绘制出薄壁圆筒在不同弯曲和扭转载荷下的主应力变化曲线；
2.对数据进行详细分析和比对，得出薄壁圆筒在不同载荷情况下的主应力范围；
3.分析实验中存在的误差和不确定性，并提出相应的修正方案；
4.对实验结果进行合理的解释和结论。
七、实验结果与结论
1.根据实验数据处理和分析，得出薄壁圆筒在弯扭组合变形条件下的主应力范围为△σ；
2.对实验结果进行科学的解释和结论，明确指出实验的可靠性和局限性；
3.在结论部分提出对后续研究和工程应用的建议和展望。
八、实验总结
1.总结全文工作，重点强调实验的意义和价值；
2.对实验中存在的问题和不足进行梳理和反思；
3.为未来相关研究和工程设计提供经验和借鉴。
九、参考文献
1.引用实验中所涉及到的相关理论知识和数据资料；
2.列出所有实验过程中参考过的文献和资料，确保实验过程的科学性和规范性。
十、致谢
对在实验过程中给予帮助和支持的各方表示诚挚的谢意，并对其的帮助给予真诚的感谢。
十一、附录
1.列出实验中所用到的主要仪器设备和材料清单；
2.附上实验原始数据表格和图表。
以上为薄壁圆筒在弯扭组合变形主应力测定的详细报告，希望对相关
工程技术和科研工作者提供参考帮助。实验中的主要步骤在第五部分
已经进行了详细描述，但是在实验过程中，我们还需要进一步说明一
些实验中的关键要点和技术细节。需要注意在施加弯曲载荷和扭转载
荷时要确保施加的载荷均匀，避免出现局部过载或者偏载的情况，影
响实验样品的变形情况。在对薄壁圆筒表面的应变进行实时监测和记
录时，需要采用高精度的应变仪器，并且需要进行仪器的校准和调试，以确保采集到的数据准确可靠。为了消除一些偶然因素对实验结果的
影响，建议进行多组实验数据的采集，并对数据进行平均处理，以得
到更加准确的实验结果。在实验结束后进行数据处理和分析时，需要
引入适当的数学模型和理论分析方法，确保对实验数据的处理具有科
学性和客观性。
实验结果的处理和分析是实验报告中非常重要的一个部分。在实验数
据的处理过程中，需要对原始数据进行初步加工和整理，将采集到的
数据转化为更加直观、易于理解的图表或者曲线，以便更直观地观察
数据的变化趋势。需要利用数学统计和相关的数学工具对数据进行进
一步处理和分析，得出薄壁圆筒在弯扭组合变形条件下的主应力范围。在数据分析的过程中，需要对实验中可能存在的误差和不确定性进行
全面评估，引入合适的统计学方法进行误差分析，以减小实验结果的
误差范围，确保实验数据的可靠性。
在实验结果与结论部分，需要对实验结果进行合理的解释和总结。对实验结果的解释需要结合相关的理论知识和实验数据，提出科学的分析和解释。在结论部分需要阐明实验结果的意义和价值，并且客观地说明实验的可靠性和局限性。对于实验结果可能引发的工程应用和后续研究，也需要进行深入的讨论和展望。
实验总结部分是对全文工作的总结和概括。需要重点强调实验的意义和价值，总结实验中取得的成果和经验教训，为未来相关研究和工程设计提供经验和借鉴。需要对实验中存在的问题和不足进行梳理和反思，提出改进和完善的建议，为后续的工作提供指导和方向。
在参考文献部分，需要列出实验中所涉及到的相关理论知识和数据资料的引用，确保实验过程的科学性和规范性。所有引用到的文献和资料都需要在参考文献中进行明确的标注和列出。
致谢部分需要真诚地感谢在实验过程中给予帮助和支持的各方，包括实验指导老师、协助实验的同事和提供支持的单位或个人。他们的帮助和支持对于实验工作的顺利进行和取得科学的实验结果起到了重要作用。
在附录部分，需要列出实验中所用到的主要仪器设备和材料清单，并附上实验原始数据表格和图表。这些附录内容可以为读者提供更加详细的实验信息，方便他们进一步了解实验过程和数据。
通过以上的补充内容，对实验报告中实验步骤和重要部分进行了进一步的详细说明和阐述，这些细节对于读者更好地理解实验过程和实验结果具有重要的辅助作用。这些补充内容也对实验报告的完整性和科学性提出了更高的要求，期望读者能够对实验结果和结论持有更加客观和科学的态度。
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、ε 45 ，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
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,其强度条件就是。计算当量应力，首先要确定主应力,而主应力得方向就是未知得，所以不能直接测量主应力.通过测定三个不同方向得应变,计算主应变,最后计算出主应力得大小与方向.本实验测定应变得三个方向分别就是-45°、0°与45°. 实验目得与要求: １、用电法测定平面应力状态下一点得主应力得大小与方向 2、进一步熟悉电阻应变仪得使用,学会1/4桥法测应变得实验方法 设计思路： 为了测量圆管得应力大小与方向，在圆管某一截面得管顶Ｂ点、管底D点各粘贴一个４５°应变花,测得圆管顶B点得-45°、0°与４5°三个方向得线应变、、. 应变花得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 ______ ____________ 122 4545 450450 2 ()2 ()() 2(1)2(1) E E σεε εεεε σμμ - - + ? =±-+- ? -+ ? 实 实 方向 2、理论计算主应力
３、误差 实验过程 １、测量试件尺寸、力臂长度与测点距力臂得距离,确定试件有关参数.附表1 2、拟定加载方案。先选取适当得初载荷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 ,记下各点应变得初始读数；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得应变值，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，圆筒得管壁很薄，为避免损坏装置,注意切勿超载，不能用力扳动圆筒得自由端与力臂。 附表1 (试件相关数据） 实验结果处理 弯扭实验数据表格 实验总结 实验得主应力 ___ ___ ____________12 245454504502()2()()2(1)2(1) E E σεεεεεεσμμ--+?= ±-+-?-+?实实
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 ______ ____________ 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.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P0(一般取P o=lO％P max左右)。估算P max(该实验载荷围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。 附表1 (试件相关数据) 实验结果处理
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°
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。
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
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。
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之马矢奏春创 作 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力作用下发生弯 扭组合变形。 薄壁圆管资料为铝合金，其弹性模量E为722 GN, 泊松比 m μ为0.33。薄壁圆管截图1 面尺寸、如图2所示。由资料力学分析可知，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，其概况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 主应力方向计算公式为 ()() 04545045 452εεεεεεα----= --tg 或 ()45450454522εεεεεα+---=--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 ()2 14nd 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
实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定
实验（一）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 45 ε-、 ε、 45 ε。 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______ ____________12 245454504502()2()()2(1)2(1) E E σεεεεεεσμμ--+⎫= ±-+-⎬-+⎭实实 方向 ___ ___ ___ ___ ___ 0454*******()/(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。 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。 附表1 (试件相关数据) 实验结果处理 弯扭实验数据表格 实验总结 实验得主应力