弯曲与扭转组合实验
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
掌握利用应变实测和广义胡克定律求主应力
3.实验仪器和设备
力学实验装置 静态应变测力仪
4.实验梁的安装示意图
该装置用的试件采用无缝钢管制 成－空心轴。实验时将7.拉压力 传感器安装在8.蜗杆升降机构上 拧紧，顶部装上6.钢丝接头。观 察加载中心线是否与扇形加力架 相切，如不相切调整1.紧固螺钉 （共四个），调整好后用扳手将 紧固螺钉拧紧。将5钢丝一端挂 入4.扇形加力杆的凹槽内，摇动 4.手轮至适当位置，把钢丝的另 一端插入传感器上方的钢丝接头 内。
载荷 P(N)
0
应变仪读数ε[单位：μ(10-6) ] ε1 △ε1 ε2 △ε2 ε3 △ε3 ε4 △ε4 ε5 △ε5 ε6 △ε6
—
—
—
—
—
—
-200
-400
-600
-800
-1000 —
—
—
—
—
—
实
8.实验报告要求
实验目的 实验仪器与设备 实验原理简述 计算弯扭组合变形时测点的主应力和主方向，将理论值
注意：扇形加力杆不与加载中心 线相切，将导致实验结果有误差， 甚至错误。
弯扭组合梁的贴片
5.实验原理
当竖向荷载P作用时，薄壁圆管发生
弯曲与扭转组合变形。A点所在截
面的内力有弯矩M、剪力Q、扭矩
MT.因此该截面同时存在弯曲引起的 正应力σW，扭转引起的剪应力τT （弯曲引起的剪应力比扭转引起的
剪应力小得多，故在此不予考虑）。
x
y
2
x
y
2
cos 2
1
2
xy sin 2
为了简 化计算，往往采用互成特殊角度的三片应变片组成的应 变花，本实验用了 45°应变花。
三个选定方向上的线应变
A点 1 0o
2 45o
0o
x
y
2
x
y
2
45o
x
y
2
xy
2
y
90o
45o
3 90o
90o
x
y
2
x
y
2
0o
x
B点 1 0o
与实验值进行比较。
弯曲与扭转组合变形实验
1. 概 述
在机械工程中，常会遇到承受组 合变形的构件，例如：摇臂钻床 机架承受拉伸和弯曲组合变形， 曲轴承受弯曲和扭转组合变形。
弯曲扭转组合变形时的主应力测 定实验，是以产生弯曲和扭转组 合变形的构件为例，介绍用电测 法确定构件一点应力状态的方法。
2. 实验目的
用电测法测定构件在静定条件下弯扭组合变形时一 点主应力的大小和方向，并将实验值与理论值进行 比较。
εy )2
γ
2 xy
]
tan20
x
xy y
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，Υxy。由于在实验中测量剪应变很困难， 而用电阻应变片测量线应变比较方便，所以通常采用测量一点处
沿着与轴成三个已知方向的线应变εa，εb， εc的方法，按下列方 程组联立求得εx，εy，Υxy。
根据弯矩引起的正应力和扭转引起
的剪应力在该截面上的分布规律，
从A点取单元体，其中
W
M W
,
T
T WT
显然，A点处于平面应力状 态。根据应力状态理论，其 主应力大小和方向由下式决 定
max min
x
y
2
(
x
2
y
)2
2 xy
W
2
(
W
2
)2
2 T
tan 20
2 xy x y
2T W
为了用实验的方法测定薄壁圆管弯曲和扭转时表面上一点 处的主应力大小和方向，首先要在该点处测量应变，确定 该点处的主应变ε1、ε3 的数值和方 向，然后利用广义虎克 定律算得主应力 σ1，σ 3.
3.本实验取初始载荷P0=0.2KN（200N），Pmax=1KN(1000N)， ΔP=0.2KN(200N)，以后每增加载荷200N，记录应变读数εi， 共加载五级，然后卸载。再重复测量，共测三次。 取数值较好的一组，记录到数据列表中。
4.实验完毕，卸载。实验台和仪器恢复原状。
7.实验记录表格
0o
x
y
2
x
y
2
2 45o
45o
x
y
2
xy
2
3 -45o
45o
x
y
2
+ xy
2
6.实验步骤
1.将传感器连接到BZ2208-A测力部分的信号输入端，打开仪 器，设置仪器的参数，测力仪的量程和灵敏度设为传感器量 程、灵敏度。
2.主应力测量：将两个应变花的公共导线分别接在仪器前任意 两个通道的A端子上，其余各导线按顺序分别接至应变仪的1-6 通道的B端子上，设置应变仪参数。
1
E
1
2
(1
3 )
3
Βιβλιοθήκη Baidu
E
1 2
( 3
1)
平面应力状态
σα
σx
2
σy
σx
2
σy
cos 2
xy
sin
2
σx
2
σy
sin 2
xy cos 2
2
平面应变状态
2 2
x
y
2
x
y
2
cos 2
1
2
xy sin 2
2
x
y
2
sin 2
1 2
xy
cos
2
εmax εmin
1[(ε 2
x
εy)
(εx
3.实验仪器和设备
力学实验装置 静态应变测力仪
4.实验梁的安装示意图
该装置用的试件采用无缝钢管制 成－空心轴。实验时将7.拉压力 传感器安装在8.蜗杆升降机构上 拧紧，顶部装上6.钢丝接头。观 察加载中心线是否与扇形加力架 相切，如不相切调整1.紧固螺钉 （共四个），调整好后用扳手将 紧固螺钉拧紧。将5钢丝一端挂 入4.扇形加力杆的凹槽内，摇动 4.手轮至适当位置，把钢丝的另 一端插入传感器上方的钢丝接头 内。
载荷 P(N)
0
应变仪读数ε[单位：μ(10-6) ] ε1 △ε1 ε2 △ε2 ε3 △ε3 ε4 △ε4 ε5 △ε5 ε6 △ε6
—
—
—
—
—
—
-200
-400
-600
-800
-1000 —
—
—
—
—
—
实
8.实验报告要求
实验目的 实验仪器与设备 实验原理简述 计算弯扭组合变形时测点的主应力和主方向，将理论值
注意：扇形加力杆不与加载中心 线相切，将导致实验结果有误差， 甚至错误。
弯扭组合梁的贴片
5.实验原理
当竖向荷载P作用时，薄壁圆管发生
弯曲与扭转组合变形。A点所在截
面的内力有弯矩M、剪力Q、扭矩
MT.因此该截面同时存在弯曲引起的 正应力σW，扭转引起的剪应力τT （弯曲引起的剪应力比扭转引起的
剪应力小得多，故在此不予考虑）。
x
y
2
x
y
2
cos 2
1
2
xy sin 2
为了简 化计算，往往采用互成特殊角度的三片应变片组成的应 变花，本实验用了 45°应变花。
三个选定方向上的线应变
A点 1 0o
2 45o
0o
x
y
2
x
y
2
45o
x
y
2
xy
2
y
90o
45o
3 90o
90o
x
y
2
x
y
2
0o
x
B点 1 0o
与实验值进行比较。
弯曲与扭转组合变形实验
1. 概 述
在机械工程中，常会遇到承受组 合变形的构件，例如：摇臂钻床 机架承受拉伸和弯曲组合变形， 曲轴承受弯曲和扭转组合变形。
弯曲扭转组合变形时的主应力测 定实验，是以产生弯曲和扭转组 合变形的构件为例，介绍用电测 法确定构件一点应力状态的方法。
2. 实验目的
用电测法测定构件在静定条件下弯扭组合变形时一 点主应力的大小和方向，并将实验值与理论值进行 比较。
εy )2
γ
2 xy
]
tan20
x
xy y
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，Υxy。由于在实验中测量剪应变很困难， 而用电阻应变片测量线应变比较方便，所以通常采用测量一点处
沿着与轴成三个已知方向的线应变εa，εb， εc的方法，按下列方 程组联立求得εx，εy，Υxy。
根据弯矩引起的正应力和扭转引起
的剪应力在该截面上的分布规律，
从A点取单元体，其中
W
M W
,
T
T WT
显然，A点处于平面应力状 态。根据应力状态理论，其 主应力大小和方向由下式决 定
max min
x
y
2
(
x
2
y
)2
2 xy
W
2
(
W
2
)2
2 T
tan 20
2 xy x y
2T W
为了用实验的方法测定薄壁圆管弯曲和扭转时表面上一点 处的主应力大小和方向，首先要在该点处测量应变，确定 该点处的主应变ε1、ε3 的数值和方 向，然后利用广义虎克 定律算得主应力 σ1，σ 3.
3.本实验取初始载荷P0=0.2KN（200N），Pmax=1KN(1000N)， ΔP=0.2KN(200N)，以后每增加载荷200N，记录应变读数εi， 共加载五级，然后卸载。再重复测量，共测三次。 取数值较好的一组，记录到数据列表中。
4.实验完毕，卸载。实验台和仪器恢复原状。
7.实验记录表格
0o
x
y
2
x
y
2
2 45o
45o
x
y
2
xy
2
3 -45o
45o
x
y
2
+ xy
2
6.实验步骤
1.将传感器连接到BZ2208-A测力部分的信号输入端，打开仪 器，设置仪器的参数，测力仪的量程和灵敏度设为传感器量 程、灵敏度。
2.主应力测量：将两个应变花的公共导线分别接在仪器前任意 两个通道的A端子上，其余各导线按顺序分别接至应变仪的1-6 通道的B端子上，设置应变仪参数。
1
E
1
2
(1
3 )
3
Βιβλιοθήκη Baidu
E
1 2
( 3
1)
平面应力状态
σα
σx
2
σy
σx
2
σy
cos 2
xy
sin
2
σx
2
σy
sin 2
xy cos 2
2
平面应变状态
2 2
x
y
2
x
y
2
cos 2
1
2
xy sin 2
2
x
y
2
sin 2
1 2
xy
cos
2
εmax εmin
1[(ε 2
x
εy)
(εx