某實(shí)驗(yàn)四薄壁圓筒在彎扭組合變形下主應(yīng)力測定

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)驗(yàn)四 薄壁圓筒在彎扭組合變形下主應(yīng)力測定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：構(gòu)件在彎扭組合作用下，根據(jù)強(qiáng)度理論，其強(qiáng)度條件是r 。計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力r，首先要確定主應(yīng)力，而主應(yīng)力的方向是未知的，所以不能直接測量主 應(yīng)力。通過測定三個(gè)不同方向的應(yīng)變，計(jì)算主應(yīng)變，最后計(jì)算出主應(yīng)力的大小和 方向。本實(shí)驗(yàn)測定應(yīng)變的三個(gè)方向分別是-45 °、0 ° 和45 °。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：1、用電法測定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點(diǎn)的主應(yīng)力的大小和方向2、進(jìn)一步熟悉電阻應(yīng)變儀的使用，學(xué)會 1/4橋法測應(yīng)變的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)思路：為了測量圓管的應(yīng)力大小和方向，在圓管某一截面的管頂B點(diǎn)、管底D點(diǎn)各粘貼一個(gè)45。應(yīng)變花，測得

2、圓管頂B點(diǎn)的-45 °、0 ° 和45。三個(gè)方向的線應(yīng)變ooo45o045應(yīng)變花的粘貼示意圖實(shí)驗(yàn)裝置示意圖關(guān)鍵技術(shù)分析：由材料力學(xué)公式:£精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案從以上三式解得1精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案根據(jù)廣義胡克定律6 二1精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1、實(shí)驗(yàn)得主應(yīng)力大小1實(shí)2實(shí)E( 45。45°)2E 、(一 一、2 (一 一、22(1)2(1) ；( 45°0o)( 45°0o)方向tg2 0實(shí)(45°45°) / (2 0°45°45°)2、理論計(jì)算

3、主應(yīng)力1精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案3、誤差相對逞善:eL = %；-巧亞x 15敘實(shí)驗(yàn)過程1.測量試件尺寸、力臂長度和測點(diǎn)距力臂的距離，確定試件有關(guān)參數(shù)。附表1精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案2.擬定加載方案。先選取適當(dāng)?shù)某踺d荷 Po（ 般取Po=IO % Pmax左右）。估算 Pmax（該實(shí)驗(yàn)載荷范圍Pmax<400N），分46級加載。3 根據(jù)加載方案，調(diào)整好實(shí)驗(yàn)加載裝置。4 加載。均勻緩慢加載至初載荷Po，記下各點(diǎn)應(yīng)變的初始讀數(shù)；然后分級 等增量加載，每增加一級載荷，依次記錄各點(diǎn)電阻應(yīng)變片的應(yīng)變值， 直到最終載 荷。實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)兩次。5

4、作完試驗(yàn)后，卸掉載荷，關(guān)閉電源，整理好所用儀器設(shè)備，清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場， 將所用儀器設(shè)備復(fù)原，實(shí)驗(yàn)資料交指導(dǎo)教師檢查簽字。6.實(shí)驗(yàn)裝置中，圓筒的管壁很薄，為避免損壞裝置，注意切勿超載，不能用 力扳動圓筒的自由端和力臂。附表1（試件相關(guān)數(shù)據(jù)）圓筒的尺寸和有關(guān)參數(shù)計(jì)算栓度300 mm彈性模量E q 70 GPa外經(jīng) 39,9mm泊松比 4 =0J3內(nèi)徑d= 申34mm屈臂長度 a= 250 mm實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理載荷 BD-45*(RD(Rt)1(T45*(RJp(N)AP(N)c£3)e(he)£3）E忙）£(M«)AC100200300精彩文劃檔400實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案彎

5、扭實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)得主應(yīng)力E(45°45。)2(10°)245°0°)1T1（土牯；+4r；）-石"QF 土 JJfW)相對逞羞:eL = &三在 x 10陀,；10眩實(shí)驗(yàn)六等強(qiáng)度梁彎曲試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：一般情況下，梁內(nèi)不同橫截面的彎矩不同。因而在按最大彎矩所設(shè)計(jì)的等截面梁中，除最大彎矩所在截面， 其余截面的材料強(qiáng)度均未得到充分利用。因此，在工程中，常根據(jù)彎矩沿梁軸的變化情況， 將梁也相應(yīng)設(shè)計(jì)成變截面的。 從彎曲角度考慮，理想的變截面梁，是使所有橫截面上的最大彎曲正應(yīng)力均等于許用應(yīng)力，即要求精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案M (x)maxW(x

6、)由此得抗彎截面系數(shù):W(x)M (x)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案根據(jù)W（x）設(shè)計(jì)梁的截面，各個(gè)橫截面具有同樣強(qiáng)度，這種梁稱為等強(qiáng)度梁。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1 ）測定梁上下表面的應(yīng)力，驗(yàn)證梁的彎曲理論。（2）設(shè)計(jì)寬度不變、高度變化的等強(qiáng)度懸臂梁。設(shè)計(jì)思路：將試件固定在實(shí)驗(yàn)臺架上， 梁彎曲時(shí)，同一截面上表面產(chǎn)生壓應(yīng)變， 下表面產(chǎn)生拉應(yīng)變， 上下表面產(chǎn)生的拉壓應(yīng)變絕對值相等。計(jì)算公式6FxEbh2式中：F 梁上所加的載荷；x 一載荷作用點(diǎn)到測試點(diǎn)的距離 ；E 一彈性模量;bx一梁的寬度；h 一梁的厚度在梁的上下表面分別粘貼上應(yīng)變片Ri、R2 ;如圖6-1所示，當(dāng)對梁施加載荷 P時(shí)，梁產(chǎn)

7、生彎曲變形，在梁內(nèi)引起應(yīng)力。圖6-1等強(qiáng)度梁外形圖及布片圖精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案關(guān)鍵技術(shù)分析:精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案梁任意截面上的彎矩：M （x） Fx根據(jù)梁彎曲正應(yīng)力的計(jì)算公式:M (x) 6FxW(x)bxh2精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案根據(jù)胡克定律得梁表面各點(diǎn)的應(yīng)變:理論值與實(shí)驗(yàn)值比較:100%精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案如果截面寬度b沿梁軸保持不變，得截面高度為:實(shí)驗(yàn)過程1.擬定加載方案。選取適當(dāng)?shù)某踺d荷Po（一般取Po=10 % Pmax左右），估算最大載荷Pmax（該實(shí)驗(yàn)載荷范圍w 100N），一般分46級加載。2 實(shí)驗(yàn)采用多點(diǎn)測量中半橋單臂公共補(bǔ)償接線法。將懸臂梁上兩點(diǎn)應(yīng)變片按序號接到 電阻應(yīng)變儀測試通道上，溫度補(bǔ)償片接電阻應(yīng)變儀公共補(bǔ)償端。3 按實(shí)驗(yàn)要求接好線，調(diào)整好儀器，檢查整個(gè)系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。4 .實(shí)驗(yàn)加載，旋轉(zhuǎn)手輪向拉的方向加載。要均勻慢速加載至初載荷Po。記下各點(diǎn)應(yīng)變片的初讀數(shù)或應(yīng)變與加載力同時(shí)清零； 然后逐級加載，每增加一級載荷，依次記錄各點(diǎn)電阻 應(yīng)變儀的的讀數(shù)，直到最終載荷。實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次。附表1試件相關(guān)數(shù)據(jù)梁的尺寸和有關(guān)參數(shù)梁的高度h=8mm測試點(diǎn)的寬度bx=mm載荷作用點(diǎn)到固定點(diǎn)距離x=285mm彈性模量E=206Gpa泊松比尸0.28附表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)載荷P(N )Rl i平均