弯扭组合变形实验报告
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之欧阳家百创编
薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验欧阳家百（2021.03.07）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722GN, 泊松比μm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 主应力方向计算公式为()()04545045452εεεεεεα----=--tg 或 ()45450454522εεεεεα+---=--tg2. 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2MdM εε=然后由虎克定律可求得弯矩M 引起的正应力2MdM 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4ndn εε=由广义虎克定律可求得剪力M n 引起的剪应力()214ndnd 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4QdQ εε=由广义虎克定律可求得剪力Q 引起的剪应力()214QdQd 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。
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。
弯扭组合实验ZT2011
ε1( ε1F 、εT ）
ε4( ε4F 、εT ）
B
R1
读 1 4 1 F T 4 F T 1 F 4 FA
R4
C
方案3
读231 Ex
R
R
D
读 2 3 2 F T 3 F T 2 F 3 F 2 T
6 （5）
B4
a3 x
O
D
l
z
F
xz
A
x
x x
A
x
xz
B
x
x x
B
x
➢ 空心圆轴产生弯扭组合变形
➢ 在A点取一个单元体 ➢ 弯曲变形产生的正应力σx ➢ 扭转变形产生的切应力τxz
平面应力状态、主方向未知 需要粘贴三个应变片
应变片布置图
C
A1
2 （3）
S
6 （5）
B4
D
z
a2 a1 a3
E
半桥接桥方式
在两个桥臂上接入应变片，另外两 个桥臂上接入仪器内部的固定电阻。
读ABBC
全桥接桥方式
在四个桥臂上都接入应变片。
读 AB BC CD DA
举例：用半桥方式求正应力σ x
方案1
读14 E 2x
R1
消除温度影响，测出σ x 。
A
R
方案2
读251 Ex
排除τxz ，消除温度影响，测出σ x 。
用半桥和全桥接法测定弯曲正应力σx。 用半桥和全桥接法测定扭转切应力τxz。
测试 项目
接桥 方式
组桥方案
静定 （με）
静不定 （με）
纯扭转 （με）
x 半桥
全桥
xz 半桥全桥BR2R3A
扭弯组合实验报告
浙江大学材料力学实验报告(实验项目：扭弯组合)一、实验目的：1、测定圆管在扭弯组合变形下一点处的主应力； 2、测定圆管在扭弯组合变形下的弯矩和扭矩。
二、设备及试样：1. 电阻应变仪；2. 小型圆管扭弯组合装置。
试样尺寸及相关常数三、实验原理：1、确定主应力和主方向(1)主应力由公式 145452+2=22εεεε-⎫±⎬⎭确定(2)主方向由公式 4545004545tan 22εεαεεε---=-- 确定(3)再由广义胡克定律算出主应力11222212E =(+)1-E =(+)1-σεμεμσεμεμ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩2、测定弯矩测弯矩使用公式 44E (D -d )M=64r Dπε 3、测定扭矩测扭矩使用公式 44E (D -d )T=4(1+)16r Dεπμ4、弯矩、扭矩、和主应力1σ的理论值分别是 max M=P l max =P T a11(2M Wσ=四、实验记录表格和计算1、测试数据（一次加载参考表格）2、计算（取最大载荷下的应变计算）四、思考题3、用两枚纵向片组成的相互补偿电路，不但能消除温度应变的影响，而且可以消除因为偏心造成的误差，可见用两枚应变片组成的相互补偿电路较好。
4、(a)45ε和45ε-都由三部分组成，有T 45++εεεε=扭弯，T 45-++εεεε-=扭弯，所以得45452r εεεε-=-=扭, 即 1=2r εε扭，可见用这种方法也可以消除弯矩的影响，测出扭矩。
(b) 同 (a) 的解释相同，用这种方法也可以测出扭矩。
(c) 加温度补偿片只能消除温度应变的影响，不能消除弯矩的影响，故不能用这种方法测出扭矩。
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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 ()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
实验数据1 应变片灵敏系数K=2.23
续
实验数据1
实验数据2及结果
读数应变 载荷
弯矩（M ）
扭矩（M n ）
剪力（Q ）
P
(N)
∆P
(N)
εMd
(με)
∆εMd
(με)
εnd
(με)
∆εnd
(με)
εQd
(με)
∆εQd
(με)
50 0 0 0 100 330 295 90 150 330 295 90 100 325 300 91 250 655 595 181 100 329 300 91 350 984 895 272 100 328 298 90 450
1312
1193
362
均d ε∆ (με)
328
298.3
90.5
应力σ
(
)2
m MN
M σ
11.81
n τ
4.04
Q τ
1.23
实验结果
被测点 主应力 A
B
C
D
(
)2
1m MN
σ
4.72 12.7 2.68 1.54 (
)
23
m MN
σ
-5.36 -1.72 -2.97 -12.89 ()
度0α σ1
σ3
133.90 43.90
-16.70 73.30
134.40 44.40
107.220 17.220
七．思考题
1. 测定由弯矩、剪力、扭矩所引起的应变，还有哪些接线方法，请画出测量电桥的接法。
a ．测量弯矩引起的应变，还可以用R 5或R 11
与补偿片组成单臂半桥，见图（a ）； b ．测量扭矩引起的应变见图（b ）；
c ．测量剪力引起的应变见图（c ）；
2. 本实验中能否用二轴450应变花替代三轴450应变花来确定主应力的大小和方向？为什么？
本实验中A 、C 两点可以用二轴450应变花替代三轴450应变花，B 、D 两
点不可以。
因为，从理论上讲，A 、C 两点主应力方向是已知的，只要求主应力大小，两个未知数，只要用两个应变片就可以了。
弯扭组合实验理论计算
薄壁圆管截面尺寸、受力简图如图所示
Ⅰ-Ⅰ截面A 、B 、C 、D 各点主应力大小和方向计算： Ⅰ-Ⅰ截面作用的力有
剪力 100==P Q （N ） 扭矩 202.0==P M n （N·m ） 弯矩 303.0==P M （N·m ） Ⅰ-Ⅰ截面几何性质
抗扭截面模量 ()6
4
3
10
915.4116
-⨯=-=
απD W n （m 3）
抗弯截面模量 ()6
4
3
10
458.2132
-⨯=-=
απD W （m 3）
A 、C 点扭转剪应力、弯曲剪应力计算 （在中性层上可视为纯剪状态） 扭转剪应力 07.410915.420
6
=⨯==-n n n W M τ （Mpa ） 弯曲剪应力 7.0105.225.18100
222
6
0=⨯⨯⨯===-ππτt R Q A Q Q （Mpa ） t — 圆管壁厚 R 0 = 18.25mm
A 点剪应力 77.4=+=Q n τττ （Mpa ） C 点剪应力 37.3=-=Q n τττ （Mpa ）
A 点主应力 77.431==-=τσσ （Mpa ） A 点主应力方向 ο450-=α
C 点主应力 37.331==-=τσσ （Mpa ） C 点主应力方向 ο450-=α B 、
D 点扭转剪应力、弯曲正应力计算 扭转剪应力 07.4==n
n
n W M τ （Mpa ） 弯曲正应力 2.1210458.2306
=⨯==
-W M x σ （Mpa ） B 点主应力
xy y x y
x 2
2
min
max
22
τσσσσσσ+⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛-±+= 4.1307.422.1222.122
2
1=+⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=σ （Mpa ） 2.13.71.63-=-=σ （Mpa ） B 点主应力方向
667.02
.1207
.42220-=⨯-
=--
=y
x xy
tg σστα ο8.160-=α
D 点主应力 2.13.71.61=+-=σ （Mpa ） 4.133.71.63-=--=σ （Mpa ） D 点主应力方向 667.02
.1207
.42220=-⨯-
=--
=y
x xy
tg σστα
οοο8.1068.16900=+=α。