实验应力分析检测题[1]
大学材料力学知识考试(试卷编号111)
大学材料力学知识考试(试卷编号111)1.[判断题]σb是衡量材料强度的重要指标。
（ ）A)正确B)错误答案:A解析:2.[判断题]用脆性材料制成的杆件，应考虑“应力集中”的影响。
（ ）A)正确B)错误答案:A解析:3.[判断题]拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大截面分别是横截面和45°斜截面。
（ ）A)正确B)错误答案:A解析:4.[判断题]同一截面上，σ必定大小相等，方向相同。
（ ）A)正确B)错误答案:B解析:5.[判断题]如图所示，杆件受力P作用，分别用N1、N2、N3表示截面I-I、II-II、III-III上的轴力，则有:轴力N1＞ N2＞ N3 （ ）。
A)正确B)错误答案:B解析:6.[判断题]极值弯矩一定是梁上最大的弯矩。
（ × ）A)正确B)错误答案:B解析:B)错误答案:B解析:8.[判断题]设梁的横截面为正方形，为增加抗弯截面系数，提高梁的强度，应使中性轴通过正方形的对角线。
（ ）A)正确B)错误答案:B解析:9.[判断题]当截面上的切应力超过比例极限时，圆轴扭转变形公式仍适用。
（ ）A)正确B)错误答案:B解析:10.[判断题]材料力学只研究处于完全弹性变形的构件。
（ ）A)正确B)错误答案:A解析:11.[判断题]一悬臂梁及其T形截面如图示，其中c为截面形心，该截面的中性轴，最大拉应力在上边缘处。
( )A)正确B)错误答案:B解析:12.[判断题]梁的上、下边缘处切应力最大，正应力最小。
（ ）A)正确B)错误答案:B解析:13.[判断题]分析研究弯曲变形，要利用平面假设、纵向纤维间无正应力假设。
（ ）A)正确B)错误答案:A14.[判断题]相对扭转角的计算公式φ= 适用于任何受扭构件。
（ ）A)正确B)错误答案:B解析:15.[判断题]纯弯曲梁段，横截面上仅有正应力。
（ ）A)正确B)错误答案:A解析:16.[判断题]8、连续性假设，是对变形固体所作的基本假设之一。
实验应力分析实验报告
实验应力分析实验报告1. 引言应力分析是工程领域中的重要研究方向之一。
通过对材料在外力作用下的应力变化进行分析，不仅可以深入理解材料的力学性质，还可以为工程设计和结构优化提供可靠的依据。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，研究材料在不同外力下的应力分布和变化规律。
2. 实验目的本实验的主要目的是通过应力分析实验，探究材料在外力作用下的应力分布，并通过数据采集和处理，分析不同因素对应力的影响。
3. 实验装置和材料本实验所使用的装置和材料有：•应力传感器：用于测量材料受力时的应力变化。
•外力加载器：用于施加不同大小的力。
•试样：材料样本，用于承受外力并传导到应力传感器上。
4. 实验步骤4.1 准备工作1.检查实验装置和材料的完好性，并确保其能正常工作。
2.根据实验要求选择合适的试样，并进行必要的准备工作，如清洁和测量尺寸。
4.2 搭建实验装置1.将应力传感器连接到数据采集系统，并确保连接稳定可靠。
2.将外力加载器与应力传感器相连，确保其能够传递施加的力。
4.3 实验操作1.将试样安装在外力加载器上，并调整加载器的位置，使试样受力均匀。
2.根据实验设计，逐步加载外力，并记录下相应的应力数据。
3.根据需要，可以进行多组实验，以获得更全面的数据。
4.4 数据处理和分析1.对采集到的应力数据进行整理和清洗，确保数据的准确性和可靠性。
2.利用适当的数学方法和工具，分析数据并绘制应力-应变曲线。
3.根据实验结果，分析不同因素对应力的影响，如外力大小、试样尺寸等。
4.对实验结果进行讨论，并提出可能的改进方案。
5. 实验结果与讨论根据实验操作和数据处理，我们得到了一系列的应力-应变曲线，并通过分析得出以下结论：1.随着外力的增加，材料的应力呈线性增加趋势。
2.不同尺寸的试样在相同外力下的应力略有差异，但总体趋势相似。
3.应力分布在材料中的变化不均匀，存在一定的差异性。
通过以上结果和分析，我们可以进一步深入研究材料的力学性质，为工程设计和结构优化提供可靠的参考依据。
平板封头与椭圆形封头应力测定及分析
平板封头与椭圆形封头应力测定及分析摘要压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。
椭圆形封头和平板封头容器的应力分布情况先从理论上分析了并采用电测法测量其应力，结合ANSYS有限元分析方法进行比较讨论。
应力分析的目的就是求出结构在承受载荷以后，结构内应力分布情况，找出最大应力点或求出当量应力值，然后对此进行评定，以把应力控制在许用范围以内。
经过此次实验并将实验数据与ANSYS有限元法分析所得到的数据进行了对比，得到了以下的分析结果：在实际测得数值与理论数值有些不一样，一些点的误差比较大，实验测得数据与ANSYS所得到的数据相接近。
关键词：压力容器；平板封头；椭圆形封头；应力分析；ANSYS有限元法ABSTRACTPressure vessel is internal or external to gas or liquid pressure, and the security requirements of a sealed container.Analyses the stress distribution in the ellipse head and Flat head containers theoretically,and measures the stress by electrical measurement method,then carries on compare and discuss by combining ANSYS finite element analysis method.The purpose of stress analysis is to find out the structure load, the structure, the stress distribution of the greatest stress or equivalent to stress the value,then this assessment, to put the stress in a control within. after the experiment and experimental data and ansys the finite-element method analysis of data in contrast, the following analysis results：experimental and theoretical values measured there are some differences，the error of some points are relatively large the experimental measured results obtained in good agreement with ANSYS.Keywords:Pressure vessel；Flat head；Ellipse head；Stress analysis；Using the ANSYS finite element metho目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1压力容器的结构 (1)1.1.1压力容器典型组成 (1)1.2压力容器主要分类 (3)1.2.1 按介质危害性分类 (3)1.2.2 压力容器分类 (4)1.3世界压力容器规范标准 (6)1.3.1 国外主要规范标准简介 (7)1.3.2 国内主要规范标准简介 (9)第二章椭圆形封头与平板封头的应力分析并计算 (12)2.1载荷分析 (12)2.1.1载荷 (12)2.1.2载荷工况 (14)2.2椭圆形封头的应力分析并计算 (14)2.2.1 回转薄壳的不连续分析 (15)2.2.2 无力矩理论的基本方程 (16)2.2.3薄壁圆筒理论计算公式推导 (19)2.2.4 椭圆形封头理论计算公式推导 (20)2.2.5理论计算并分析已知椭圆形封头的应力 (22)2.3平板封头应力分析 (23)2.3.1 概述 (23)2.3.2 圆平板对称弯曲微分方程 (24)2.3.3 圆平板中的应力 (29)2.3.4理论计算并分析已知圆平板封头的应力 (32)第三章实验法进行封头的应力测定及分析 (34)3.1电测法测定封头应力 (34)3.1.1 电测法的目的、原理及要求 (34)3.1.2实验前装置及仪器准备 (36)3.1.3 实验步骤 (36)3.1.4 电测法实验结果 (36)3.1.5 理论计算与实验结果对比并分析 (38)第四章有限元法对封头进行应力分析 (42)4.1 ANSYS有限元分析简介 (42)4.1.1 ANSYS软件提供的分析类型 (42)4.2 ANSYS对已知平板封头应力分析 (43)4.2.1 ANSYS对已知平板封头应力分析步骤 (43)4.3 ANSYS对已知椭圆形封头应力分析结果 (52)第五章数据处理及误差分析 (56)5.1对椭圆形封头和平板封头的数据处理 (56)5.2将计算法、实验法、有限元法的结果进行对比并进行误差分析 (57)第六章结论 (58)参考文献 (59)致谢.......................................................................................................................... 错误！未定义书签。
ABAQUS平面问题应力集中分析
实验一平面问题应力集中分析一.实验目的和要求掌握平面问题的有限元分析方法和对称性问题建模的方法。
通过简单的力学分析，可以知道该问题属于平面应力问题，基于结构和在和的对称性，可以只取模型的1/4进行分析。
用8节点四边形单元分析x=0截面上 x的分布规律的最大是，计算圆孔边的应力集中系数，并与理论解对比。
二．实验步骤1．启动ABAQUS/CAE2．创建部件(1) Module:Part,Name:Plate,Modeling Space:2D Planar，Approximate size:200(2) 绘制圆弧(3) 绘制直线(4) 保存模型3．创建材料和截面属性(1) 创建材料Create Material——Name:Steel,Mechanical-Elasticity-Elastcic.Y oung’sModulus-210000,Poisson’s Ratio0.3(2) 创建截面属性Create Section—Material:Steel,Plane stess:1(3) 给部件赋予截面属性Assign Section4.定义装配件Module:Assembly. Instance Part-选中部件Plate,参数默认。
5.设置分析步骤Module:Step Create Step:Name—Apply Load,参数默认，6.定义便捷条件和载荷(1)施加载荷Create Loade—Types for Selected Step—Pressure(2)定义平板左边上的对称边界条件Create Boundary Codition—Name:fix-x Step:Initial,Types for Selected Step:Dispalcement/Rotation,选择左边界，中健确认，对话框汇中设置U1=0(3)定义平板底边上的对称呢便捷条件。
同（2），设置U2=07. 划分网格(1) 设置总体种子Global Seed-Size 5(2) 修改圆弧边种子Seed Edge:by Number 8(3)设置网格控制参数Assign Mesh Controls:Element Shape-Quad,Techniques-Structured.(4)设置单元类型Assign Element Type:Geometric Order-Quadratic.(5)划分网格Mesh Part Instance8.提交分析作业(1)创建分析作业(2)提交分析三实验内容分析1.划分网格如图一图一网格划分 12 σx的分布规律如图2 所示图二x方向应力的分布规律 1e=（σx测量-σx理论）/σx理论* 100%=1.5%误差分析：(1)网格划分不够密，存在失真度(2)使用四边行单元3 应力集中处分布规律如图三所示图三应力集中处的分布规律 1 4 左右对称面上的 x曲线如图四。
纯弯梁弯曲的应力分析实验报告精
30yp 应力分布曲线20 10 0 10 -20 -30应力b七、思考题1•为什么要把温度补偿片贴在与构件相同的材料上 ？答：应变片是比较高精度的传感元件，必须考虑温度的影响，所以需要把温度补 偿片贴在与构件相同的材料上，来消除温度带来的应变。
2•影响实验结果的主要因素是什么？答：影响本实验的主要因素：实验材料生锈，实验仪器精度以及操作的过程。
一、 实验目的和要求：1）2）用电测法测定纯弯曲梁受弯曲时（或 ）截面各点的正应力值，与理论计算值进行比较。
了解电阻应变仪的基本原理和操作方法二、 实验设备CM-1C 型静态电阻应变仪，纯弯曲梁实验装置三、 弯曲梁简图：—0理 亠b 宝J/2 J/2| / [11 I 丄丄. ___ JULlllx|图5-1 已知：、 、、、c h 『6、I ： 200GPa（或）截面处粘贴七片电阻片，即 R1、R2、R3、R4、R5、R6、在梁的纯弯曲段内R7。
R4贴在中性层处，实验时依次测出1、2、3、4、5、6、7点的应变，计算 出应力。
四、测量电桥原理 构件的应变值一般均很小，所以，应变片电阻变化率也很小，需用专门仪器进行 测量，测量应变片的电阻变化率的仪器称为电阻应变仪，其测量电路为惠斯顿电 桥，如图所示。
如图所示，电桥四个桥臂的电阻分别为 R1、R2、R3和R4,在设A 、C 端接电源，B 、D 端为输出端W-1ABL22fn/2A、B和B、C以上为全桥测量的读数，如果是半桥测量，则读数为半桥测量是将应变片R3和R4放入仪器内部，R1和R2测量片接入电桥，接入组成半桥测量。
五、理论和实验计算理论计算、扰I?实验值计算：AO _D二4JiD 门电桥，当构件受力后，设上述应变片感受到的应变分别为［、2、3、4相应的电阻改变量分别为、、和，应变仪的读数为d 4 U 1 2 34KU4 U 1 2KU:3.5bh2M cl 4 (JWZ l/.6bh3> 2.6M c2 1Z、d半所谓上式代表电桥的输出电压与各臂电阻改变量的一般关系。
《断裂力学》考试题含解析
二 K i',=dxJ(a 2-x 2)10分一、 简答题（本大题共5小题，每小题6分，总计30分）1、 （1）数学分析法：复变函数法、积分变换；（2）近似计算法：边界配置法、 有限元法；（3）实验应力分析法：光弹性法.（4）实验标定法：柔度标定法；2、 假定：（1）裂纹初始扩展沿着周向正应力；一、为最大的方向；（2）当这个方向上的周向正应力的最大值（；=）max 达到临界时,裂纹开始扩展•S3、 应变能密度:W，其中S 为应变能密度因子，表示裂纹尖端附近应力场r密度切的强弱程度。
4、 当应力强度因子幅值小于某值时，裂纹不扩展，该值称为门槛值。
5、 表观启裂韧度，条件启裂韧度，启裂韧度。
二、 推导题（本大题10分）D-B 模型为弹性化模型，带状塑性区为广大弹性区所包围，满足积分守恒的 诸条件。
积分路径：塑性区边界。
AB 上：平行于％，有dx 2 r O’ds r d %兀》s BD 上：平行于 ％，有 dx 2 = 0 , ds = d% , T 2 - sJ(WdX 2 -T 凹 ds) T 2 竺 dX !X-IAB rBDA ；「s VB =：；S (V A ' V D )三、计算题（本大题共3小题，每小题20分，总计60分）1、利用叠加原理：微段一集中力qdx — dKi = 2q ；a 2 dx 业（a-x 2）2007断裂力学考试试题 B 卷答案T 2 土 dx ,BD 2 :x,1SvZ 二.—(sin 2b -sin ( a) 2b 二（a ））2兀a 2 -(sin 2b )31 uJ-L u,cos = 12b2b JE JEJE it二 sin ——cos 一a cos 一 sin — a2b2b2bTt .. Tt二——cos ——a sin 2b 2b■ .2'- 22二[sin (a)] = () cos a 2b2b 2b—0 时，sin 2b sin =( a)二2bn a2b 仝 2b 2b - nn IT 2cos ——a sin ——a (sin — a)b 2b 2bb.在所有 裂纹 内部 应力 为零.y =0, -a ::: x ::: a, -a _ 2b ：：： x ：：： a _ 2b 在区间内C.所有裂纹前端；「y •匚 单个裂纹时Z - —^Z —Jz 2—a 2又Z 应为2b 的周期函数二 Z 二J 兀z 2 兀a 2 、(sin —)2- (sin —)2Y 2b 2b采用新坐标：『：=z - a令 x=acosv= \ a -x = acosv, dx 二 acosrdr 匚 K “ 2q. a ：n1(a1a )咤 d 一Yu '0 a cos 日当整个表面受均布载荷时，耳-；a. K i = 2q J^s in10分2、 边界条件是周期的：a. Z 、，二y 7 一；「.兀z 二sin b10分sin A (a /a)10分当V -0时,第3页 共3页一、简答题（80分）1•断裂力学中，按裂纹受力情况，裂纹可以分为几种类型？请画出这些-： - 2 ■ ■ 2=[sin (a)] -(sin a) 2 cos asin a2b2b 2b 2b 2bZ -0 =.na二 sin 2b2“'： ：■. a 二acos ——sin ,2b 2b 2b二 sin -2b K I 二 lim 、尹Z =-=口0 Ji na 兀 a in ———cos 2b 2b 2b ■: a2b =匚二a 、，—tan —10分 3、当复杂应力状态下的形状改变能密度等于单向拉伸屈服时的形 状改变能密度，材料屈服，即：注 意 行 为 规 范2 2 2 2（匚1-匚2）（二2-匚3）（匚3-匚1）=2j对于I 型裂纹的应力公式：cr +cr J cr -cr nX丫 * xy二亠cos 邛一沐］2 2-2遵 守 考 场 纪律二3 =0（平面应力,薄板或厚板表面）r =cos 2[1 _3si n 2』]2 210分--平面应力下，I 型裂纹前端屈服区域的边界方 管导核字主领审签类型裂纹的受力示意图。
组合梁应力分析实验
实验内容与步骤
1. 测量梁的相关尺寸。 2. 选一种梁用单臂测量截面上各点应变。 3. 初载时应变仪各通道调零后测量应变；末载时直接测量应变，重复3次
以上。
4. 实验结束，整理数据，清理现场；公布本组的测试结果，与其他组共
享数据。
5. 记录三种梁的实验数据，分析和比较测试数据的差别，为讨论作准备。
M下(x) =
E下 I下
材料相同时
材料不相时
M上
=
M下
M上
E上
=
M下
E下
实验原理6楔块梁简图
F
楔块梁
变形规律？
实验原理7楔块梁动画
实验原理8楔块梁变形前后
F
实验原理9楔块梁条件
平衡条件: M总 = M上 + M下 -½N上h + ½ N下h （1）
N上 + N下=0
（2）
变形条件：在小变形和忽略摩擦力时，有
4. 根据实验结果，总结三种形式梁和同一尺寸整梁的承载能 力，并给出结论。
5. 回答思考题1～5。 6. 实验小结，针对实验进行讨论，并对实验和实验室提出改
进意见和建议。
曲线修改
400 300 200 100
0 -100 -200 -300
不正确画法
h/2 h/4 0 h/4 h/2 理论曲线 实验曲线
实验原理1叠梁简图
F
叠梁
变形规律？
实验原理2叠梁动画
实验原理3叠梁变形前后
F
实验原理4叠梁条件
平衡条件: M总 = M上 + M下
（1）
变形条件：在小变形和忽略摩擦力时，有
M上
M下
不同检测环境和条件下钢化玻璃表面应力检测分析
引言玻璃作为建筑幕墙的主要材料之一，因其优良的采光、节能特点而不可替代。
为了增加玻璃的强度和安全性能，通常采用物理风冷钢化处理。
物理风冷钢化处理的玻璃按照碎片状态分为钢化玻璃和半钢化玻璃。
在国家政策和地方法规的引导下，国内建筑幕墙普遍采用钢化玻璃或半钢化夹层玻璃及其复合产品。
随着人们对人身和财产安全、产品和服务质量的注重，部分业主把钢化玻璃表面应力检测作为楼盘验收标准之一，偶有发生因出厂检测结果与安装后检测结果不同而引发纠纷。
因此，有必要厘清钢化玻璃安装后检测结果与钢化生产时检测结果存在差异的原因，为厂商和业主解决争议提供参考数据。
检测仪器介绍目前使用最广泛的钢化玻璃表面应力无损检测方法有两种，一是差量表面折射仪法，简称DSR法，常用的仪器是我国生产的SSM-II型表面应力仪；另一种是临界角表面偏光仪法，简称GASP法，常用的仪器是美国公司生产GASP应力仪。
由于两者采用的工作原理存在差异，致使仪器的构造、视场图像和读数方式存在差异。
SSM-II应力仪工作原理是利用浮法玻璃表面锡扩散层的光波导效应来测定因应力引起的玻璃折射率的变化。
图1为SSM-II应力仪光路系统图。
图1 SSM-II应力仪光路系统图GASP应力仪的工作原理是利用应力双折射效应产生的干涉条纹，通过测定干涉条纹倾角来计算应力值。
如图3所示，GASP应力仪光源散发出的激光束以临界角i c和45°偏振角入射到棱镜边缘导入玻璃表面的锡扩散层，在锡扩散层中以平行玻璃表面的方向运行一小段距离，应力双折射效应导致激光束发生干涉效应，再经过一个石英补偿片Wc和分析器A，在视镜中产生图4所示的可见且稳定的等距条纹，即干涉条纹。
通过测微目镜，手动旋转表盘，使内置的双对位线平行于等距条纹，读取表盘旋转角度θ，通过换算得到表面应力值。
GASP应力仪的对位线是平行的双线，以便于目视观察，微调幅度一般为±1°范围，即仪器测量误差在±（3～8）MPa以内，精度相对较高。
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实验应力分析检测题
测试卷一 （45分钟完成）
测1.1 如图所示的平板拉伸试样受轴向力F 作用，试样上如图a 粘贴两片应变片1R 、2R ，
其应变值分别为1ε、2ε。
由1R 、2R 组成图b 所示的半桥测量电路，这时应变仪读数为 。
A ．
11εµ）（+； B ．21εµ）（+； C ．11εµ）（−； D ．21εµ）（− 。
测1.2 圆轴受扭矩T 的作用，用应变片测出的是 。
A . 切应变； B .切应力； C .线应变； D . 扭矩。
测1.3 图示拉杆试件，弹性模量E 、泊松比µ、横截面面积A 已知，若用电阻应变仪测得杆表面任一点处两个互成90°方向的应变为a ε、b ε，试求拉力F 。
测 1.4 如图所示，矩形截面外伸钢梁在外伸端受横向力1F 、轴向力2F 作用，弹性模量
E =200 GPa ，泊松比µ=0.3，由实验测得A 支座截面的左边，中性轴D 点的应变
(a)
测 1.1 图
(b )
测1.3图
A
测1.4图
63010203−°×−=ε，66010343−°×=ε。
求D 点主应力大小及其方向。
测试卷二（45分钟完成）
测2.1一钢制圆轴受拉扭联合作用，已知圆轴直径d =20 mm ，材料的弹性模量E =200 GPa ，现采用直角应变花测得轴表面O 点的应变值为 ,10966−×−=a ε ,105656−×=b ε
610320−×=c ε，试求载荷F 和T 的大小。
测 2.2 承受偏心拉伸的矩形截面杆如图所示，现用电测法测得该杆上、下两侧面的纵向应变1ε和2ε，试证明偏心距e 与应变1ε和2ε在弹性范围内满足下列关系：6
2121h
εεεεe ×+−=。
测 2.1 图
测2.2 图。