5薄壁圆管弯扭组合变形测定_实验报告(精)
薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验
图2
图3
图4
图5
1
四．实验内容及方法
1．指定点的主应力大小和方向的测定 受弯扭组合变形作用的薄壁圆管其表面各点处于平面应力状态，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。由于本实验用的是 45 应变花，若测得应变ε-45、ε0、ε45，则主应力大小的计算公式为
(N)
读数应变
∆P
(N)
弯矩
M
εMd
(με)
∆εMd
(με)
扭矩
Mn
εnd
∆εnd
(με)
(με)
剪力 Q
εQd
(με)
∆εQd
(με)
Δε d均 (με)
应力 σ
( ) MN m2
σM
τn
τQ
4
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。
2．本实验中能否用二轴 45 应变花替代三轴 45 应变花来确定主应力的大小和方向？
为什么？
表3
被测点
主应力
A
B
C
D
( ) σ MN
1
m2
( ) σ MN
3
m2
φ0 (度)
表1 读数应变
载荷 P ∆P
(N) (N)
应变仪测量通道上，重复步骤 3、4、5。
8．将薄壁圆管上A、C两点-45 、45 方向的应变片按图 5（c）全桥测量接线方法接至
应变仪测量通道上，重复步骤 3、4、5。
六．实验结果的处理
1．计算 A、B、C、D 四点的主应力大小和方向。
2．计算Ⅰ-Ⅰ截面上分别由弯矩、剪力、扭矩所引起的应力。
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。
薄壁圆筒在弯曲和扭转组合变形下的主应力测试实验
薄壁圆筒在弯曲和扭转组合变形下的主应力测试实验
实验目的： （1）了解在弯曲和扭转组合变形情况下的测试方法
（2）测定薄壁圆筒试件在弯曲和扭转组合受力情况下，试件表面某
点的正应力，并与理论值比较。
实验仪器： XL3418材料力学多功能试验台；测力仪；静力电阻应变仪。
实验原理： 薄壁圆筒受弯曲和扭转组合作用，使圆筒的m 点处于平面应力状态如图1所示。
在m 点单元体上有弯矩引起来的正应力x σ，和由扭矩引起来的剪应力n τ。
主应力是一对拉应力1σ和一对压应力3σ。
理论值计算：
132x σσσ=±
022n
x
tg τασ-=
x z M
W σ= 4
3132z D d W D π⎡⎤⎛⎫=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦ M P L =∆⋅
n T
T
W τ= 43116T D d W D π⎡⎤⎛⎫=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦
T P a =∆⋅
实验值计算：
°
°
145453()2(1)E εεσσμ-+=- °°°°°45-450045-45()2(2)
tg εεαεεε-=
--
图1 圆筒m 点的应力状况。
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。
材料力学弯扭组合实验报告
薄壁圆筒的弯扭组合实验姓名 班级 机制（2+2）11（1）班 学号 20113303150一、实验目的1、测定圆筒在弯扭组合变形下一点处的弯矩、扭矩及主应力。
2、进一步熟悉电测法和静态电阻应变仪的使用方法。
二、实验设备和仪器1.弯扭组合变形实验装置。
2.程控静态电阻应变仪。
三、实验原理及方法（一）弯扭圆筒实验装置及布片： 如图2-2-1所示：(a)实验装置示意图 （b ）m 点的应力状态（c ）m ，m ’贴片图 （d ）T 引起45°方向主应力和主应变图2-2-2 弯扭圆筒实验装置1、 主应力测定：在组合变形条件下，测定测点任意三个方向应变即可计算主应变，主方向及主应力，如图2-2-2（C ）m 点的三个应变为︒-45ε、︒45ε、︒0ε。
则主应变()()20452045454531222︒︒︒︒-︒︒--+-±+=⎭⎬⎫εεεεεεεε （1）主方向 ︒︒-︒︒-︒---=454504545022tan εεεεεα （2）主应力 ()()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+-=+-=1323312111μεεμσμεεμσEE （3） 2、弯距M 测定：（见图（C ））在图（C ）贴片情况下，由弯距引起X 方向的应变为b ε及'b ε，故利用1/4桥接法可得加载时应变仪读数。
0ME Wσε︒===E*（b ε-'b ε）/2 故实测弯距0M E W ε︒==W* E*（b ε-'b ε）/2， ()4432d D DW -=π3、扭距T 测定：（见图（C ）,（d ））根据图（d ）的应力状态分析 τσ=1，τσ-=3，()μτσμσε+=-=1311EEE；同理 ()μτε+-=12E。
由1/4桥接法可得： ︒-45ε、︒45ε，同时 ()111t T E W ετσμ===+ 因而可得 ()t r W E T με+=14 ， )(1644d D DW t -=π四、实验步骤1、以砝码盘加力杆自重作为初载荷0 F ，试验分五级加载，每次加一块（1Kgf ）砝码，至少重复加载二次，记录每次载荷下的应变，以观察应变是否按线性变化，最后用最大应变值计算1ε、3ε、01α、1σ、3σ。
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722GN, 泊松⽐µ为0.33。
m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()()()??-+--±++-=--245020454*******1211εεεεµεεµµσσE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 ()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 QdQ 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。
薄壁圆管在弯曲和扭转组合变形下的主应力测定
、进一步2、掌握接多通点电测测力法。仪与应变仪电源 125、0小KN型，3圆、点管击接弯静扭线态组电合阻装应置变仪“手动”铵钮，依次记录各点数据。
一3、、进理一论4步、值掌的调握计多零算点：电如测上法图。，当P 点的载荷为100N时，A、B、C、D的主应力与主方向的理论值可以用解析法或图解法计算。
21、 、接测通量5测纯、力弯逐仪曲与梁级应有加变关仪 尺载电寸，源 记录数据
第五讲 薄壁圆管在弯曲和扭转组合 变形下的主应力测定
一、实验目的#2. 幻灯片 2 二、实验设备#3. 幻灯片 3 三、实验原理#4. 幻灯片 4 四、实验步骤#5. 四、实验步骤 五、实验数据处理 六、实验报告 七、实验思考题（P71：2）
一、实验目的
1、测定圆管在弯扭组合变形下的四点处 主应力及主方向。
三、实验原理
二、 实 验 值 的 测 定
四、实验步骤
测量仪器为YJ-22型静态测量处理仪
1、测量纯弯曲梁有关尺寸 2、接通测力仪与应变仪电源 3、接线 4、调零 5、逐级加载，记录数据 6、重复三次 7、拆。
9、逆时针旋转手轮预加初 始载荷0.05KN，按住静 态电阻应变仪“调零” 铵钮，待指示灯熄灭后 松手，仪器逐点将电桥 预调平衡。
返回 七、实验思考题（P71：2）
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9、逆时针旋转手轮预加初始载荷0.
四、实验步骤#5.
1、测定圆管在弯扭组合变形下的四点处 主应力及主方向。
8、分别如图3a、b所示 接线。
9、逆时针旋转手轮预 加初始载荷0.05KN， 逐点“调零”。
10、逐级加载。 F1=0.150KN，点击 静态电阻应变仪 “手动”铵钮，依 次记录各点数据。
095、K逆N，时6按针、住旋重静转态手复电轮三阻预应加次变初仪始“载调荷零0. ”铵钮，待指示灯熄灭后松手，仪器逐点将电桥预调平衡。
实验五弯扭组合变形薄壁筒应力测量实验-桥路变换接线实验
实验五常见力学仪器操作及数据分析专项能力训练——扭组合变形薄壁筒应力测量实验一、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，并与理论值进行比较；2．测定弯扭组合变形杆件中分别由弯矩、剪力和转矩所引起的应力，并确定内力分量弯矩、剪力和转矩的实验值。
二、实验仪器和设备1．多功能组合实验装置一台；2．弯扭组合变形实验梁一根；3．TS3860型数字应变仪一台。
三、实验原理和方法弯扭组合薄臂圆筒实验梁是由薄壁圆筒、扇臂、手轮、旋转支座等组成。
实验时，转动手轮，加载螺杆和载荷传感器都向下移动，载荷传感器就有压力电信号输出，此时电子秤数字显示出作用在扇臂端的载荷值。
扇臂端的作用力传递到薄壁圆筒上，使圆筒产生弯扭组合变形。
薄壁圆筒材料为铝，其弹性模量E＝210GPa，泊松比μ＝0.29。
圆筒外径D o＝37mm，壁厚ｔ＝1.8mm。
薄壁圆筒弯扭组合变形受力简图如图5-1所示。
截面I—I为被测位置，由材料力学可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和l转矩。
取其前、后、上、下的A、C、B、D为四个被测点，其应力状态如图5-2所示。
每点处按－45°、0°、＋45°方向粘贴一个三轴45︒应变花（见图5-3（a）。
实验内容和方法如下：图5-1薄壁圆筒受力图图5-2 A、B、C、D点应力状态1．确定主应力大小及方向弯扭组合变形薄壁圆筒表面上的点处于平面应力状态，先用应变花测出三个方向的线应变，随后算出主应变的大小和方向，再运用广义胡克定律公式即可求出主应力的大小和方向。
由于薄壁圆筒上的点处于平面应力状态且材料为钢，与应变片灵敏系数的标定条件不符，故应进行横向效应的修正。
此时只要将主应力公式中的弹性模量E、泊松比μ用表观弹性模量E a、表观泊松比μa代替即可得到修正的主应力公式。
E a、μa的表达式按式（5-1）、式（5-2）分别为μμH H E E --=1)1(0a （5-1） μμμH H --=1a （5-2） 式中：E 、μ——分别为薄壁圆筒材料的弹性模量和泊松比；μ0——应变片灵敏系数标定梁材料的泊松比。
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薄壁圆管弯扭组合变形测定实验
实验日期
姓名班级学号
实验组别同组成员指导教师（签字）
一、实验目的
二、实验设备名称及型号
三、实验数据记录与处理
1.基本数据
材料常数：弹性模量E= 70 GPa 泊松比
装置尺寸：圆筒外径D= 39mm 圆筒内径d = 34mm
加载臂长h= 250 mm 测点位置L I-I=140 mm
2.计算方法
（1）指定点的主应力和主方向测定
实验值：主应力大小：
主应力方向：
理论值：主应力大小：；主应力方向：
（2）指定截面上的弯矩、扭矩和剪力所分别引起的应力的测定
a.弯矩M 引起的正应力的测定
实验值：理论值：，其中：b. 扭矩T 引起的切应力的测定
实验值：理论值：
c. 剪力F Q引起的切应力的测定
实验值：理论值：，
3.实验数据
1.指定点的主应力和主方向测定（表1、表2）
2.指定截面上的弯矩、扭矩和剪力所引起的应力测定（表3）
表1 被测点应变数据
应变读
数
A B
载荷
-450（R1）
00
（R2
）
450
（R3
）
-450
（R4）
00
（R5
）
450
（R6）
F (N ∆F(N ε(μ
ε
∆ε(μ
ε
ε(μ
ε
∆ε(μ
ε
ε(μ
ε
∆ε(μ
ε
ε(μ
ε
∆ε(μ
ε
ε(μ
ε
∆ε(μ
ε
ε(μ
ε
∆ε(μ
ε
50
100
150
100
250
100
350
100
450
(
με
续表1
应变读
数
载荷
C D
-450（R7）
00
（R8
）
450
（R9
）
-450
（R10
）
00
（R11
）
450
（R12
）
F (N ∆F(N ε(μ∆ε(με(μ∆ε(με(μ∆ε(με(μ∆ε(με(μ∆ε(με(μ∆ε(μ
εεεεεεεεεεεε
50
100
150
100
250
100
350
100
450
(
με
表2 指定点主应力
被测
点
A B C D
主应力
实验理论误差实验理论误差实验理论误差实验理论误差σ1 （MPa）
σ3 （MPa）
α0 （度）
表3 指定截面上的弯矩、扭矩和剪力所引起的应力测定
读数应变
弯矩M 扭矩T 剪力FQ
载荷
F(N ∆F(N εMd(με∆εMd(μεεTd(με∆εTd(μεεFQ d(με∆εFQ d(με
50
100
150
100
250
100
350
100
450
(με
实验应力值
σM实 = τT实 =τFQ实 =
（MPa）
理论应力值
σM理 =τT理 =τFQ理 =
（MPa）
误差
四、数据分析及结论（写背面）。