弯扭实验报告-最终版
【实验名称】弯扭组合受力下的圆管应力和内力测定实验【实验背景】在工程中受弯扭复合作用的构件比比皆是。
现仅举几例加以说明：1.工厂中用于机械加工的车床、铣床等主轴就是一种典型的复合受力形式，主轴的内力——弯矩、扭矩、轴力等。
2. 汽车在崎岖道路上行驶时，车架处于复合受力状态下。
其内力有弯矩、扭矩。
3. 自行车的拐臂，由于脚踏板的受力点与拐臂不在同一中心线上，拐臂的内力既有弯矩，又有扭矩。
一般来说，对复合受力的构件，其截面上的内力既有弯矩和剪力又有扭矩，有时还有轴力。
所以，复合受力条件下的构件属于平面应力状态。
对于这类构件，工程中一般要解决下列两类问题。
1.强化校核：测定危险点的应力状态，确定主应力值和主方向。
2.优化设计：分离截面上的内力，确定各内力的贡献大小。
【实验目的】1．学习电测实验的全过程。
本实验从按实验要求制定贴片方案，粘贴电阻片、引线、编号到测量所贴电阻片的应变，以及用不同组桥方式分离内力的一整套实验过程都由同学自己来完成。
2．学习测定一点应力状态的方法。
3．学习利用各种组桥方式测量内力的方法。
4．学习电阻片的粘贴方法。
5．进一步熟悉电测法的基本原理与操作方法。
【实验仪器】1.电子万能实验机2.静态电阻应变仪3.弯矩复合受力实验装置一套4.钢板尺、游标卡尺【实验原理】一．测主应变的大小及方向为了用实验的方法测定薄壁圆筒弯曲和扭转时表面一点处的主应力大小和方向，首先要测量该点处的主应变ε1和ε3的大小和方向，然后用广义胡克定律算得一点处的主应力σ1和σ3。
根据平面应变状态分析原理，要确定一点处的主应变，需要知道该点处沿x和两个互相垂直方向的3个应变分量εX，εy和γxy。
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简便，所以通常采用一点处沿x轴成3个不同方向且已知夹角的线应变。
为了简化计算，实际上采用互成特殊角的三片应变片组成的应变花，中间的应变片与x 轴成0°，另外2个应变片分别与x轴成±45°。
用电阻应变仪分别测得圆筒变形后应变花的3个应变值，即ε0°，ε-45°，ε45°,则有主应变公式为进而得主应变的方向对各向同性材料，主应变ε1、ε3,和主应力σ1、σ3,方向一致。
应用广义胡克定律，则主应力σ1、σ3,为式中，μ,E分别为构件材料的弹性模量和泊松比。
可得到如果测得三个方向应变值ε0°，ε-45°，ε45°，由上式即可确定一点处主应力的大小及方向的实验值。
对于重复性试验，有主应力及方向计算：二．分离弯矩与扭矩用电测法测量复杂受力条件下的应力，依据叠加原理分离弯矩与扭矩。
首先分析危险点的位置：通过画圆管受力图，可以分析出固定端的F Q、My、Mx均为最大，固定端为危险截面。
端截面的上下两点位最危险的微元。
分析上下表面的应力状态：（1）扭矩产生的切应力由于无法直接测量，可用应力变换：旋转45度，σy=σx=τ通过测量σy与σx（ε1、ε3）可求得τ的值。
（2）弯矩单独作用，弯矩在上表面沿轴向产生的正应力σx=|M/W max|，而扭矩不产生轴向应变，故弯矩产生的正应变εx可直接测量。
贴片位置：1.由于危险截面处于端面应在接近危险点处贴应变片。
2.用与轴向成45度方向的应变片分离弯矩和扭矩。
具体方案如下图：设由弯矩、扭矩引起的应变为εy 、εxε2=εx-εy ，ε4=-εx-εy ，ε5=εx+εy ，ε7=-εx+εy为分离弯矩组，2-4或5-7对臂（注意，在三中没有对臂这一项，应加入；另外，上表面的1是没用的，因为三中只用到了3，即0°），则ε=4εy ；为分离扭矩可组5-7-4-2全桥，则ε=4εx三．实验装置如图2-2所示。
通过转动加载手轮进行加载，载荷大小由数字显示仪显示，根据载荷大小可计算出指定横截面I I -上的弯矩、剪力和扭矩。
d ca I I截面图2-2 薄壁圆筒弯扭组合变形实验装置图2-3 b 点的应力状态1.测量主应力（单臂）选择横截面I I -上的b 、d 两点进行测量，b 点的应力状态如图2-3所示，根据理论分析可知，正应力为zW M =σ 式中：Fl M =；()143απ-=D W z ；D d /=α；D 为薄壁圆筒的外径；d 为薄壁圆筒内径。
扭转切应力为PT W T=τ 式中：()16143p απ-=D W 。
在电阻应变仪中选择六个通道，按半桥接法将b 、d 两点的两个应变花的每个应变片4R ～6R 、10R ～12R 分别接入电阻应变仪上所选的六个通道的A 、B 端；将一个共用的温度补偿片接入电阻应变仪的任一B 、C 端，形成如图2-4所示的六个测量电桥电路。
补偿片CD BAU OIU R iC D BAU OIU 11R R 5图2-4 主应力测量接线图 图2-5 与弯矩对应的正应变测量采用等量逐级加载，在每一载荷作用下，分别测得b 、d 两点的ε0°，ε-45°和ε45°。
将测量结果记录在实验报告中，可用下列公式计算出b 、d 两点的主应力大小和方向：()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+±+-=-︒-︒2045245045453112112 εεεενεενσσE︒-︒︒----=454504545022tan εεεεεα2.测量与弯矩M 对应的正应变（半桥）选择横截面I I -上的b 、d 两点进行测量。
将b 、d 两点应变花的两个 0方向应变片5R 和11R 按图2-5所示的半桥接法接入电阻应变仪的任一通道，可测得b 、d 两点与弯矩M 所对应的正应变2duM εε=式中：d u ε为电阻应变仪的读数。
3.测量与扭矩T 对应的切应变（全桥）选择横截面I I -上的a 、c 两点进行测量。
拆去电阻应变仪面板上的1D 、D 和2D 三个补偿片接线柱上的连接片，任选一个通道，用a 、c 两点的 45和 45-方向的四个应变片1、3R 、7R 和9R 接入电阻应变仪，组成如图2-6所示的全桥电路,可测得a 、c 两点与扭矩T 所对应的切应变2duT εγ=原理分析：由理论分析可知,由于a 、c 两点位于中性轴上，所以无沿轴线方向的线应变，a 、c 两点均为纯剪切应力状态，与扭矩T 和剪力Q F 分别对应的切应力T τ和QF τ为tr T20T 2πτ=tr F Q0F Qπτ=式中：()4/0d D r +=为薄壁圆筒的平均半径；()2/d D t -=为薄壁圆筒的厚度。
设在沿四个应变片1R 、3R 、7R 和9R 方向上与扭矩T 所对应的线应变分别为1T ε、3T ε、7T ε和9T ε，于是有7T 9T 1T 3T εεεε-==-=设在沿四个应变片1R 、3R 、7R 和9R 方向上与剪力Q F 所对应的线应变分别为1F Q ε、3F Q ε、7F Q ε和9F Q ε，则有9F 7F 1F 3F Q Q Q Q εεεε-==-=根据电桥的性质可知，电阻应变仪的读数为()()()()3T 7F 7T 9F 9T 1F 1T 3F 3T du 4Q Q Q Q εεεεεεεεεε=+-+++-+=即每个应变片与扭矩T 所对应的线应变为4/du T εε=。
说明全桥接法，电阻应变仪的读数为每个应变片实际应变值的四倍。
上述测得的是线应变值，根据纯剪切应力状态下的应变分析可知，在a 、c 两点处与扭矩T 所对应的切应变为22du3T T εεγ==CD B A U OIU 1R R 37R R 9C D B AU OIU 1R R 39R R 7图2-6 与扭矩对应的切应变测量 图2-7 与剪力对应的切应变测量4.测量与剪力Q F 对应的切应变（全桥）选择横截面I I -上的a 、c 两点进行测量。
任选一个通道，将a 、c 两点的 45、 45-方向的四个应变片1R 、3R 、7R 和9R 接入电阻应变仪，组成如图2-7所示的全桥电路。
其测量原理同3，但必须注意应变片在电桥中的接法不同。
在此情况下，电阻应变仪的读数为()()()()3F 9F 9T 7F 7T 1F 1T 3F 3T du Q Q Q Q Q 4εεεεεεεεεε=+-+++-+=即每个应变片与剪力Q F 所对应的线应变为4/d u F Q εε=。
由此可得，在a 、c 两点处与剪力Q F 所对应的切应变为2duF Qεγ=5.测量切变模量G按照3的方法，测量出切应变T γ后，可计算出切变模量Tγτ=G式中：t r T 20 2/πτ=为理论计算的切应力。
注：1.【实验原理】中ν与μ等价。
2.一和二两部分为参考，三为主要部分，实验步骤取决于三。
3.根据实际的计算量，图2-2中的R 8、R 2 、R 10、R 12不需要贴，剩下的两枚应变片，一枚用来制作温度补偿片，另一枚备用。
所以总共需要十枚应变片。
4.有二.2可知，步骤二.3亦可用R 4、R 6（或R 10、R 12）对臂的方式测应变εy ， εy=（ε4+ε6）/2=εdu/2。
【实验步骤】1. 按原理部分的说明和要求贴片；2. 加力至1200N ，记录200N 、1200N 时的相关数据。
注意事项：1.加载时，最大载荷不得超过。
2.应变片接入电阻应变仪的位置应正确，接线应可靠。
3.注意半桥和全桥接法的不同。
4.选择通道接好电桥后，加载前应将电桥逐一调节平衡，使电阻应变仪显示表显示为零。
【实验数据及处理】测量空心圆管的内d i= 34.47mm 外经d o= 39.99mm ；测量加力点到测量截面的距离L= 28.50cm ，加力点到圆管中心的距离L k= 20.00cm ；初载荷 P0 = 200 N，末载荷 P n ＝1200 N；钢材的弹性模量 E ＝206GPa；泊松系数μ＝ 0.28；剪切模量 G＝ 80.5GPa；电阻片灵敏系数 K片＝ 2.08；设电阻应变仪灵敏系数 K仪＝ 2.08；试验机加载速度 2 mm / min。
1.测量主应力表2-2a 薄壁圆筒弯扭组合实验的数据记录与计算（测量应变）注：此处R和5R处可用于求实M，但仅用此数据与表2-3中“与弯矩M对应”的测量结果11加以对比，相互验证正确性。
表2-2b 薄壁圆筒弯扭组合实验的数据记录与计算（计算主应力及其方向）2.测量与弯矩、扭矩和剪力分别对应的应变和应力表2-3 薄壁圆筒弯扭组合实验的数据记录与计算（与内力对应的应变和应力）【实验结论及误差分析】【实验总结】1．粘贴应变片时，有一枚意外作废，幸亏当时留了一枚备用的应变片。
2．使用软件时忘了把R设置为350Ω，最后不得不重测部分数据。
3．小箱子里的设备不齐全，找设备找的很疲倦。
4．实验数据记录纸一如既往的乱······5．在实验过程中，发现有时线路连得对，但自动平衡时电脑显示数据异常（应变为19999），原来是电线焊接不牢固，从圆筒上脱落造成的。
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。
实验6--弯扭组合
材料力学实验
中碳钢空心圆轴试件的主要参数：
横截面设计尺寸： 外径： D 42mm
内径： d 36 mm
图一 弯扭组合实验装置
形成扭矩的力臂：l1 200 mm 形成弯矩的力臂：l2 240 mm
材料弹性常数： E 210GPa
0.28 材料屈服极限： s 360MPa
BUAA
➢ 实验原理与方法
材料力学实验
（一）测定平面应力状态下一点处的主应力大小及主平面的 方位角 弯扭组合承载状况下某一截面处上下两点微体的应力状态：
x
x
x
x
图二 上表面微体的应力状态
图三 下表面微体的应力状态
平面应变状态应变分析公式：
x
y
2
x
y
2
cos 2 xy
2
sin 2
BUAA
应变花的种类及其选取原则 本实验选取0°,±45° 三向应变花,从而可得：
x 00 y 450 450 00 xy 450 450
将此结果代入上面的计算公式整理后可得:
BUAA
材料力学实验
1 E 450 450
2
21
2E
21
tg2 0
450
材料力学实验
如的果应我变们：沿着1三, 个不2，,同然方后3向把贴它上们三代片入应上变面片的并应用变应分变析仪公测式出就其可各以自得 到一个三元一次方程组，从而解得 、 、 x 。 y xy
*注意：应变片方向的选取不能有两片在同一条直线上 平面应变的主应变及其方位角计算公式：
1 x y
2
2
x
y
2
2
xy
2
2
tg0
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。
弯扭组合变形实验报告_2
弯扭组合变形实验报告
学院系专业班试验日期
姓名学号同组者姓名
一、实验目的
二、实验设备
仪器名称及型号精度
弯扭组合实验装置编号
三、试件尺寸及有关数据
试件材料：弹性模量E= MPa
泊松比μ= 应变片灵敏系数K=
试件外径D= mm 试件内径d= mm
自由端端部到测点的距离L= mm 臂长a= mm 试件弯曲截面系数W Z= cm3
试件扭转截面系数W P= cm3
四、实验数据与整理
2、实测主应变、主应力的计算
主应变：εεⅠⅡ
=0
090+2εε±主方向：000
450900090
22tan εεεϕεε--=
-
（式中00045090
εεε按平均增量计算） 主应力：2=
+1-E σεμεμⅠⅠⅡ（）， 2
=+1-E
σεμεμⅡⅡⅠ（） 计算结果：=εⅠ =εⅡ 0=ϕ
=σⅠ =σⅡ
3、弯曲正应力计算：w W E σε=⋅∆=
4、扭转剪应力计算：||1n n E
τεμ
=
∆=- 5、根据材料力学理论公式计算以下几个参数的理论值： 弯矩M = 扭矩T =
=σⅠ =σⅡ
0=ϕ w σ= n τ=
五、回答思考题。
4.弯扭组合变形试验报告(08)
弯扭组合变形的主应力测定
学院_________专业_________班_________实验组别_______实验者姓名_______________
实验日期_______________年_________月_________日实验室温度___________℃
批改时间____________ 报告成绩______________ 批阅人______________
一、实验原理（接桥方法：a 测量弯矩图及计算公式，b测量扭矩图及计算公式）
二、实验设备
电阻应变仪型号名称____________________________
实验装置名称____________________________
量具名称____________________________ 精度________mm
三、实验基本数据
四、实验测量数据和处理结果
五、回答思考题中提出的问题
（1）在加载过程中，加载速度对测试结果有无影响？若有，如何避免？
（2）在测弯矩和扭矩时，能否采用不同于上面的接桥方式进行测量？若能，采用什么桥路？（3）简述实验心得，或试验中你觉得应该注意的事项。
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。
材料力学实验报告弯扭组-V1
材料力学实验报告弯扭组-V1
材料力学是研究材料的物理和力学性质的学科，通过材料力学实验，我们可以学习和了解材料的性质和特性。
本文将为您介绍材料力学实验报告中的弯扭组。
1. 实验目的
本实验的目的是探究不同材料在弯曲和扭转条件下的力学性能，通过实验数据对不同材料的硬度、韧性等性质进行比较分析。
2. 实验原理
实验中使用的弯扭试验机将不同材料的试样在扭转和弯曲作用下进行测试。
通过测试，我们可以获得相关的材料强度、模量等参数。
3. 实验步骤
首先，我们将试样样品放置到试验机的夹持装置中，并根据实验要求对样品进行切割和粗糙处理。
其次，我们将样品放置到试验机上，按照实验要求设定相应的测试参数。
然后让试验机进行扭转和弯曲测试。
最后，我们将测试结果记录下来，采用统计学方法对数据进行分析和比较。
4. 实验数据
通过实验我们可以得到不同材料试样在弯曲和扭转情况下的荷载-位移曲线，以及相关的力学参数。
比较不同材料的性能，我们可以发现各材料在弯曲和扭转方面的性能差异。
5. 实验结论
通过本实验，我们可以了解不同材料的弯曲和扭转性能，进一步了解材料的物理和力学特性。
同时，可以为材料的选择和设计提供重要的数据支持。
综上所述，本文介绍了材料力学实验报告中的弯扭组，通过实验数据分析和比较，我们可以深入了解不同材料的弯曲和扭转性能及其相关的力学参数。
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。
弯扭组合应力实验报告
弯扭组合应力实验报告一、实验目的：1.了解弯扭组合应力的概念和特性；2.掌握弯扭应力下构件应变性能的变化规律；3.探究弯扭组合应力对材料疲劳寿命的影响。
二、实验原理：1. 弯曲应力在支撑不良时，构件横截面的形状和尺寸不再恒定，会引起截面内部应力和应变。
当弯曲应力作用于构件时，构件截面内部产生剪应力和正应力。
当弯曲跨度为l，力F作用在构件的中心处时，构件的弯曲应力σb可根据公式计算：σb = (M × y) / I2. 扭转应力当扭矩作用于杆件的端部时，杆件沿轴线方向的每一截面都要扭转。
因此，当扭矩t作用在截面上时，将产生切应力τ，它的大小可以使用公式计算：τ = (t × R) / I其中，R表示截面的半径，I表示扭转惯性矩。
3. 弯扭组合应力弯扭组合应力是指同时在构件上施加弯曲和扭转载荷时的应力。
具体而言，施加在构件上的载荷的平面与构件的长轴和横轴不平行，这会引起构件的剪辑应力。
弯扭组合应力的计算有许多方法，比较常用的一种方法是所谓的最大剪应力理论。
该原则的基本思想是，如果构件的弯曲应力和扭曲应力产生的共同剪应力小于极限剪应力，该构件就能够承受弯扭组合应力。
三、实验步骤：1. 准备实验设备，包括万能试验机，弯曲夹具和扭转夹具。
2.准备试样（直径为5mm的低合金钢棒）。
3.将试样安装在试验机的弯曲夹具和扭转夹具上。
4.施加不同的弯曲载荷和扭转载荷，并在此过程中记录试样在不同载荷下的弯曲度和扭转度。
5.根据试样的弯曲度和扭曲度计算出弯扭组合应力下试样的弯曲应力、扭曲应力以及最大剪应力。
6.比较不同载荷下试样的最大剪应力，计算出疲劳寿命。
四、实验结果分析：1.根据不同的弯曲载荷和扭转载荷，记录试样在不同载荷作用下的弯曲度和扭转度，绘制出弯曲度-载荷和扭转度-载荷曲线，如下图所示：图1：弯曲度-载荷曲线图图2：扭转度-载荷曲线图2. 根据试样的弯曲度和扭曲度计算出弯扭组合应力下试样的弯曲应力、扭曲应力以及最大剪应力，并作出如下图所示的应力-载荷曲线图：图3：应力-载荷曲线图3. 比较不同载荷下试样的最大剪应力，并计算出疲劳寿命，如下表所示：载荷（N）最大剪应力（MPa）疲劳寿命（次）100 42.31 1000200 82.4 2000300 118.6 3000五、实验结论：1.在弯曲载荷和扭转载荷的联合作用下，试样的变形强度和变形模式发生了明显变化，特别是当载荷超过一定阈值后。
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。