弯扭组合实验报告(2)

（弯扭组合实验）

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姓    名______________________

授课教师______________________

指导教师______________________

铜陵学院机械工程系实验中心

薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验

一．实验目的

1.掌握用电测法测定复合应力状态下一点应力状态的方法。

2.通过实验熟练掌握用平面应力应变分析方法分析一点应力状态。

3.通过实验熟悉各种电桥桥路布置，掌握用电测法测量复杂应力状态的方法。

二．实验仪器和设备

1．空心圆管实验装置；

2．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，其弹性模量为70,泊松比为0.32。薄壁圆管截面尺寸如图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、两个测点，其应力状态为平面应力状态。每点处已按 –450、00、+450方向粘贴一枚三轴450应变花,如图3所示。

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、两个测点，其表面都处于平面应力状态，如图4.1采用单臂桥路，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

       或     

2. 弯矩、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、两测点00方向的应变片组

成图4.2所示半桥线路，就可测得

弯矩M引起的正应变         

然后由虎克定律可求得弯矩M引起

的正应力           

b. 扭矩T引起的剪应力的测定

用、两被测点-450、450方向的

应变片组成图4.3所示全桥线路，

可测得扭矩T在450方向所引起的

线应变

由广义虎克定律可求得剪力T引起

的剪应力  

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点的应变片按单臂、半桥、全桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。

3.将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级10N，加至50N，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4各种组桥方式，重复实验步骤3，分别完成弯矩、扭矩所引起应变的测定。

六．实验数据及结果处理

实验数据1         单臂测量A、B点主应力大小及方向

   读数应变

         读数应变

七．思考题

1．测定由弯矩、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？