实验一----弯扭组合变形
弯扭组合变形实验(内力素)
弯扭组合变形实验(内力素)变形实验是土木工程、机械结构与力学研究领域中应用广泛的手段之一，用以研究各类受力物体在外力作用下的内力及变形特性的变化。
在这项实验中，我们选取了一种特殊的变形实验，即弯曲扭组合变形实验(内力素)，介绍如下：一、实验目的弯曲扭组合变形实验(内力素)主要用于研究材料在弯曲及扭转时结构上产生的内力与变形情况。
此类实验可以观察材料的强度特性，如材料的刚度、断裂强度特性及扭曲强度特性等，同时也可以帮助我们掌握材料的断裂模式，对设计及使用有较大的指导作用。
二、实验环境弯曲扭组合变形实验(内力素)需要使用相应的设备，其中最重要的是“弯曲扭组合变形实验仪”。
该仪器利用驱动力中心支撑件可搭载一条杆件，将外力施加在杆件上，以此来观察杆件内部的变形及产生的内力。
一次弯曲扭组合变形实验需要对一定大小的杆件、材料板及驱动力中心支撑件等设备进行安装。
三、实验步骤1. 安装杆件：先将杆件安装在驱动力中心支撑件上，然后用螺栓从外部将杆件支撑件固定，使之不受外力影响。
2. 加载实验：将所需外力施加到杆件上，通过驱动力中心支撑件将外力施加到杆件上。
外力的施加通常由步进电机控制。
3. 观测变形：采用轴心变形测量装置或激光测量仪探头来监测杆件的变形情况及内力的变化特点。
4. 结果分析：将获得的现场数据导入计算机进行分析，从而获得杆件内力与变形规律。
四、安全注意1. 操作者必须掌握实验知识，熟悉实验环境和安全注意事项，以减少可能发生的错误。
2. 使用完试验仪器后，应将电源断开以及必要的安全保险，以防事故发生。
3. 实验前，应当将实验杆件清理干净，对弯曲扭组合变形实验仪检查确认无损坏。
4. 建议实验过程中应有多人在场进行指导，以确保操作人员安全。
弯曲扭组合变形实验(内力素)是一种重要的变形实验方法，既可以让我们更好理解材料特性，也可以帮助优化结构设计，是一种十分有用的实验方法。
但是，实验中也有一定的危险性，因此实验中应加强安全注意。
弯扭组合变形主应力的测定实验报告
弯扭组合变形主应力的测定是一种重要的实验方法，可以用于材料的力学性质和变形特性的研究。
以下是一份弯扭组合变形主应力的测定实验报告，供参考。
1. 实验目的通过弯扭组合变形实验，测定材料在三轴应力状态下的主应力大小和方向。
2. 实验原理弯扭组合变形是一种三轴应力状态下的变形方法。
它是将拉伸和剪切两种应力作用于材料上，使其产生弯曲和扭转的复合变形。
在弯扭组合变形中，主应力的大小和方向可通过计算与测量获得。
3. 实验装置和材料实验装置包括弯曲扭转试验机、电子称量仪、应变计等设备。
试验材料为直径为10mm、长度为50mm的圆柱形铝合金试样。
4. 实验步骤(1) 根据试验要求，调整试验机工况参数，如加载速度、加载次数等。
(2) 将试样装入试验机，并进行预紧力的加载。
(3) 开始弯曲扭转试验，记录下相应的载荷、位移、时间等数据。
(4) 在试验过程中，及时采集应变计的数据，并进行数据处理和分析。
5. 实验结果通过弯扭组合变形实验，得到了试样的应力-应变曲线和主应力大小和方向的测量结果。
试验结果表明，在三轴应力状态下，铝合金试样的主应力大小和方向与加工方向有关。
6. 结论弯扭组合变形主应力的测定实验结果表明，铝合金试样在三轴应力状态下的主应力大小和方向与其加工方向有关。
该方法可以用于材料的力学性质和变形特性的研究，并具有一定的应用价值。
7. 实验总结弯扭组合变形主应力的测定实验需要选用适当的试验装置和材料，并按照标准操作程序进行实验。
在数据处理和分析过程中，要注意准确性和可靠性。
该实验方法对于材料力学性质和变形特性的研究具有重要意义和应用价值。
弯扭组合变形实验报告
弯扭组合变形实验报告在科学研究领域中，变形实验是一种常见的实验方法，用于研究物体在外力作用下的变形规律。
而在变形实验中，弯扭组合变形实验是一种常见且重要的实验方法，可以用来研究材料的弯曲和扭转变形特性。
本报告将对弯扭组合变形实验进行详细的描述和分析。
我们需要了解弯扭组合变形实验的基本原理。
在弯扭组合变形实验中，试样将同时受到弯曲和扭转的作用，这种双重变形方式会导致试样表面和内部的变形状态复杂多样。
通过对试样进行弯扭组合变形实验，可以得到材料在不同变形模式下的力学性能参数，如弯曲强度、扭转强度等，从而更全面地了解材料的力学性能。
弯扭组合变形实验的操作步骤也非常关键。
首先，需要选择合适的试样形状和尺寸，然后将试样固定在试验机上，施加合适的弯曲和扭转载荷，同时记录试样的变形情况和载荷大小。
在实验过程中，需要确保试样受力均匀，避免出现局部过载或集中变形的情况，以保证实验结果的准确性和可靠性。
在进行弯扭组合变形实验时，需要注意一些实验技巧。
首先，应该根据试样的材料和形状特性合理选择试验条件，如载荷大小、加载速度等，以确保实验结果具有代表性。
其次，在实验过程中应及时观察试样的变形情况，注意是否出现裂纹或变形不均匀的现象，及时调整实验条件以保证实验的顺利进行。
在实验结束后，需要对实验数据进行分析和处理。
通过对试样在弯扭组合变形过程中的力学性能参数进行计算和统计，可以得到材料的弯曲和扭转性能指标，如弯曲模量、扭转刚度等。
这些数据对于材料的设计和应用具有重要的参考价值，可以帮助工程师更好地选择和使用材料。
总的来说，弯扭组合变形实验是一种重要的材料力学性能测试方法，通过该实验可以全面了解材料在弯曲和扭转载荷下的性能表现。
在进行弯扭组合变形实验时，需要注意选择合适的试验条件、掌握实验技巧，并对实验数据进行准确分析和处理。
希望本报告对弯扭组合变形实验有所帮助，能够促进材料力学性能研究的进展。
扭弯组合变形实验报告
扭弯组合变形实验报告1. 实验目的本次实验的目的是通过对材料进行组合和扭弯变形的实验，研究材料在扭弯应力下的变形以及不同组合方式对其性能的影响。
2. 实验器材和材料2.1 实验器材- 扭弯试验机：用于施加扭弯应力的设备；- 计量设备：包括游标卡尺、称重器等，用于测量变形和质量。
2.2 材料本次实验使用的材料为金属棒，包括钢材、铝材和铜材。
它们分别具有不同的强度和韧性，适用于研究材料的变形特性。
3. 实验方法3.1 组合方式本次实验将材料按照不同组合方式连接起来，包括以下几种方式：1. 单材料组合：使用相同材料的连续棒材进行实验；2. 不同材料组合：使用不同材料的连续棒材进行实验。
3.2 实验步骤1. 准备材料：切割并准备不同材料的棒材，保证长度一致；2. 连接材料：按照所选组合方式，将相应的材料连接起来；3. 放置样品：将组合好的材料放置在扭弯试验机上，保证材料处于水平位置；4. 施加负载：通过扭弯试验机施加负载，使材料扭弯变形；5. 记录数据：实验过程中记录扭弯角度和对应的负载；6. 分析数据：根据实验数据，分析材料的变形特性和组合方式对其性能的影响。
4. 实验结果经过实验获得的数据如下表所示：负载（N）扭曲角度（度）100 10200 20300 30400 40500 505. 结果分析根据实验结果可以得出以下结论：1. 钢材的强度较高，在扭弯过程中能够承受更大的负载；2. 铝材的强度较低，容易发生塑性变形；3. 而铜材具有较好的韧性，能够承受较大的变形。
通过对不同组合方式的比较，发现单材料组合的强度和变形特性较为一致，而不同材料组合则会产生不同的效果。
例如，钢材与铝材组合后，由于钢材的强度较高，能够承受更大的负载，因此整体变形较小；而铜材的韧性能够在变形过程中吸收部分能量，使得整体变形较为均匀。
6. 实验结论通过本次实验，得出以下结论：1. 材料的强度和韧性对扭弯变形有显著影响；2. 不同材料的组合方式会使材料的变形特性发生变化；3. 单材料组合更加一致，而不同材料组合能够发挥各自的优势。
弯扭组合变形实验报告数据
实验名称：弯扭组合变形实验一、实验目的：1. 通过实验，了解和掌握材料在弯扭组合变形下的力学性能。
2. 熟悉和掌握弯扭组合变形的测量方法和数据处理技巧。
3. 通过实验，验证理论知识和计算方法的正确性。
二、实验设备：1. 材料试验机2. 弯曲和扭转加载装置3. 千分尺4. 数据记录仪三、实验材料：1. 实验材料为Q235钢，其化学成分和力学性能如下：-碳（C）含量：0.12%-锰（Mn）含量：0.3%-硅（Si）含量：0.3%-磷（P）含量：0.035%-硫（S）含量：0.035%-屈服强度：235MPa-抗拉强度：375MPa-伸长率：26%四、实验步骤：1. 将试样安装在试验机上，确保试样与加载装置之间的接触良好。
2. 设置试验机的弯曲和扭转加载参数，包括加载速度、加载时间等。
3. 开始加载，同时记录试样的弯曲和扭转角度以及载荷大小。
4. 当试样发生断裂时，停止加载，记录断裂载荷和断裂角度。
5. 清理实验现场，整理实验数据。
五、实验数据：1. 试样尺寸：长度100mm，宽度10mm，厚度2mm。
2. 弯曲加载参数：加载速度1mm/min，加载时间1min。
3. 扭转加载参数：加载速度1r/min，加载时间1min。
4. 实验数据记录如下：-弯曲角度：0°，15°，30°，45°，60°，75°，90°，105°，120°，135°，150°，165°，180°。
-扭转角度：0°，15°，30°，45°，60°，75°，90°，105°，120°，135°，150°，165°，180°。
-弯曲载荷：0N，2.5N，5N，7.5N，10N，12.5N，15N，17.5N，20N，22.5N，25N，27.5N，30N。
弯曲与扭转组合实验
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。
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
Hale Waihona Puke 0oxB点 1 0o
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）。
弯扭组合变形实验报告
弯扭组合变形实验报告在本次实验中，我们将探讨弯扭组合变形的现象及其可能的影响。
弯扭组合变形是一种常见的材料变形方式，特别是在金属材料中。
通过施加弯曲和扭转力，可以使材料发生复杂的变形，这既可以用于制造工艺中，也可以用于材料性能的研究。
我们进行了一组简单的实验，选取了不同种类的金属材料进行弯扭组合变形。
通过在材料上施加不同方向和大小的力，我们观察到了材料发生的变形情况。
在弯曲力的作用下，材料产生了弯曲变形，而扭转力则使材料发生了扭转变形。
当两种力同时作用在材料上时，就会出现弯扭组合变形的情况，这种变形形式更加复杂，具有更多的变形模式。
接着，我们对不同金属材料在弯扭组合变形过程中的性能进行了比较。
我们发现，一些材料在受到弯扭组合变形后，其强度和硬度有所提高，但塑性却有所下降。
这说明弯扭组合变形可以提高材料的强度，但也可能导致其脆性增加。
而对于另一些材料来说，弯扭组合变形后，其塑性反而有所提高，但强度和硬度可能会降低。
因此，在实际应用中，需要根据具体材料的性能需求来选择是否采用弯扭组合变形工艺。
我们还研究了弯扭组合变形对材料微观结构的影响。
通过金相显微镜的观察，我们发现在弯扭组合变形后，材料的晶粒结构发生了明显的变化。
晶粒可能会发生细化，晶界的移动和变形也会加剧。
这些微观结构的变化对材料的性能有着重要影响，因此对于材料的微观结构进行研究是十分必要的。
总的来说，弯扭组合变形是一种重要的材料变形方式，可以有效改善材料的性能，但也可能导致一些负面影响。
因此，在工程实践中，需要充分考虑弯扭组合变形对材料性能的影响，合理选择工艺参数，以实现最佳的效果。
希望通过本次实验，可以更深入地了解弯扭组合变形的机理及其在材料加工中的应用。
弯扭组合变形实验
3. 测量电桥连接过程中要区分清楚连接导线的位置和方位 4. 加载时切勿过载。
九、实验报告要求
1、实验报告中必须绘出实验装置图、应力分析图、测量 电桥连接图
2、讨论误差的来源
由主应力的推导知 xy 45 45
可得
G x y 21 E 4 5 4 5
七、实验步骤
1、主应力大小和方向的测定
a、测量电桥连接：将圆管顶部B点的－45°、0°、45°三个方向的 引出线分别接在仪器后面板上三个不同通道的A、B接线孔内；将公共补 偿片上的引出导线接入仪器后面板上的“公共补偿片BC”位置的B、C号 接线孔内，并将应变仪前面板上的“全桥半桥”选择开关拨到半桥位置。
本实验采用合金铝制薄壁圆管为测量对象。当通过加载手轮给实验装 置加载时，薄壁圆管除承受弯距M作用外，还受扭距T的作用，且弯 距 M P L，扭距 TPa
四．主应力大小和方向的测定
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、D点各粘贴了一个45°应变花，若测得圆管管顶B点的－
45°、0°、45°三个方向的线应变为
a、测量电桥连接：将圆管管顶B点45°、 －45°方向的引出导线分别 连接在同一通道的A、B号，B、C号接线孔内，将管底D点的45°、 － 45方向的两对引出导线分别连接在该通道的C、D号，D、A号接线孔内。
b、灵敏系数设定 c、测量电桥预调平衡 d、进行实验。
八、注意事项
1. 预调平衡时，如发现调零困难、数据不稳定，应检查接线是否 接好（松动或虚接）
b、设定好灵敏系数； c、测量电桥预调平衡； d、进行实验。
2、弯距产生的应力大小测定
a、测量电桥连接：将圆管管顶B点的0°方向和管底D点0°方向的 两对引出导线分别连接在仪器后面板上同一通道的A、B号和B、C号 接线孔内。
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实验一----弯扭组合变形
弯扭组合变形的实验报告
力学-938小组
一．实验目的
1.测定薄壁圆管表面上一点的主应力；
2.验证弯扭组合变形理论公式；
3.掌握电阻应变片花的使用。
二．实验设备和仪表
1.静态数字电阻应变仪；
2.弯扭组合试验台。
三．实验原理与分析
1.实验计算简图如下所示：
在D点作用一外力，通过BD杆作用在C点，同时产生
弯矩和扭矩；
2.应变测量常常采用电阻应变花，把几个敏感栅制作成特殊夹角
形式，组合在同一基片上。
本实验采用45o直角应变花，在A，B，C，D四点（这四点分别布置在圆管正前方、正上方、正后
方，正下方）上各贴一片，分别沿-45o ，0o ，45o 方向，如图所示。
测量并记录每一点三个方向的应变值-45εo
、0εo
、45εo。
正上方和正下方（B 、D 点）处于弯扭组合情况下，同时作
用有弯曲正应力和扭转切应力，其中弯曲正应力上端受拉，下端受压，而前方和后方由于弯矩作用产生的切应力远远小于扭转产生的切应力，所以可以忽略不计，这样，在前后位置只受扭转剪应力。
3. 理论应变的计算公式及简单推导
弯曲正应力计算公式：()4432
z
M PLD
W D d σπ=
=
-； （1） 扭转剪应力计算公式：()44
16
n p M PaD
W D d τπ==
-； （2） 根据（1）（2）式可计算出理论上作用在每点的应力值。
由应力状态理论分析可知，薄壁圆管表面上各点均处于平面应力状态。
若在被测位置x,y 平面内，沿x,y
方向的线应变
为,x y εε，剪应变为x y γ ，根据应变分析可知，该点任一方向
α的线应变计算公式为：
1
cos 2sin 22
2
2
x y
x y
xy αεεεεεαγα+-=
+
- （3）
将α分别用-45o ，0o ，45o 代替，可得到x,y 方向的应变方程
组：
0454504545x y xy εεεεεεγεε--⎧=⎪
=+-⎨⎪
=-⎩o o o o o o
（4）
由此，可得到解出每点-45εo
、0εo
、45εo
值的公式：
0454522
x x y xy x y xy εεεεγεεεγε-⎧
=⎪⎪
+-⎪
=⎨⎪
++⎪=⎪⎩o o o （5）
另外，根据2中的分析，利用材料力学相关公式，可得,x y εε，
x y γ的理论计算公式为：
()21x y x xy E G E σεεμεμττγ⎧=
⎪⎪⎪
=-⎨⎪
+⎪==⎪⎩
（6）
这样，将（1）（2）（6）式代入到（5）式中，即可求解每点
-45εo
、0εo
、45εo
的理论值。
4. 将计算得到的理论值直接与测试仪上显示的数据进行对比，分析
误差。
四． 实验步骤
1.测量试件尺寸、加力臂的长度和测点距力臂的距离，记录试件的
相关物理性质；
2.按测试要求，将所测各点的应变片接入电阻应变仪，并调整好所
用仪器设备；
3.试验加载，根据薄壁圆管尺寸及许用力，采用初始值为100N，逐
级加载100N，最大值500N的加载方案进行实验；
4.依次记录各点相应的应变值；
5.完成试验后，卸除荷载，关闭电源，将所用仪器恢复到初始状态；五．数据记录与分析
测点角度
荷载
/N 理论值
/1e-6
实验值
/1e-6
误差/1e-6
上顶点B
点-45o
100 -37.9 -43 5.1
200 -75.8 -87 11.2
300 -113.6 -131 17.4
400 -151.5 -174 22.5
500 -189.4 -217 27.6 0o
100 114.2 122 7.8
200 228.3 245 16.7
300 342.5 369 26.5
400 456.6 493 36.4
500 570.8 619 48.2 45o
100 116.7 130 13.3
200 233.3 260 26.7
300 350.1 391 40.9
400 466.6 522 55.4
500 583.3 654 70.7
前顶点A
点-45o
100 -77.3 -92 14.7
200 -154.5 -184 29.5
300 -231.8 -277 45.2
400 -309.1 -368 58.9
500 -386.3 -460 73.7 0o
100 0 0 0
200 0 1 1 300 0 -2 2 400 0 -1 1 500 0 -1 1
45o 100 77.3 91 13.7 200 154.5 183 28.5 300 231.8 274 42.2 400 309.1 366 56.9 500 386.3 459 72.7
下顶点D
点-45o
100 -116.7 -133 16.3
200 -233.3 -267 33.7
300 -350.1 -401 50.9
400 -466.6 -533 66.4
500 -583.3 -665 81.7 0o
100 -114.2 -120 5.8
200 -228.3 -241 12.7
300 -342.5 -361 18.5
400 -456.6 -480 23.4
500 -570.8 -599 28.2 45o
100 37.9 44 6.1
200 75.8 89 13.2
300 113.6 134 20.4
400 151.5 179 27.5
500 189.4 224 34.6
后顶点C
点-45o
100 -77.3 -84 6.7
200 -154.5 -167 12.5
300 -231.8 -248 16.2
400 -309.1 -330 20.9
500 -386.3 -412 25.7 0o
100 0 -1 1
200 0 -3 3
300 0 2 2
400 0 1 1
500 0 2 2 45o
100 77.3 82 4.7
200 154.5 164 9.5
300 231.8 250 18.2
400 309.1 333 23.9
500 386.3 417 30.7
用excel分析实验值和理论值，可以得出，绝大部分实验值与理论值很靠近，个别数据相对来说误差大一点点，但是整体误差还是
很小的，最大相对误差为：45.2100%16.03%
⨯=，为了直观，用Origin
277
做出下面的对比图：
上图中，红色点代表实验值，而黑色点代表理论计算值，可以看出，两组数据的变化趋势以及点之间的距离是非常小的，大部分点都近似重合，
误差分析：
1.理论计算时没有考虑前后点由于弯矩产生的应力；
2.实验加载时力度控制不好，而应变仪比较敏感，数据采用的并不
是准确的。
六．实验总结
1.将理论与实验结合并进行对比，使得我们对课本上知识有了更深
一层的理解；
2.通过实验，了解到测量实验方法，学会分析处理数据；
3.当实验数据与理论数据出现较大差别时，学会了对实验过程、实
验方法以及实验器材做出分析，判断出导致实验失败的原因所在，进一步提高实验素质。