弯扭组合实验(ZT-2011)
弯曲与扭转组合实验
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x
y
2
x
y
2
cos 2
1
2
xy sin 2
为了简 化计算，往往采用互成特殊角度的三片应变片组成的应 变花，本实验用了 45°应变花。
三个选定方向上的线应变
A点 1 0o
2 45o
0o
x
y
2
x
y
2
45o
x
y
2
xy
2
y
90o
45o
3 90o
90o
x
y
2
x
y
2
0o
x
B点 1 0o
3.本实验取初始载荷P0=0.2KN（200N），Pmax=1KN(1000N)， ΔP=0.2KN(200N)，以后每增加载荷200N，记录应变读数εi， 共加载五级，然后卸载。再重复测量，共测三次。 取数值较好的一组，记录到数据列表中。
4.实验完毕，卸载。实验台和仪器恢复原状。
7.实验记录表格
与实验值进行比较。
0o
x
y
2
x
y
2
2 45o
45o
x
y
2
xy
2
3 -45o
45o
x
y
2
+ xy
2
6.实验步骤
1.将传感器连接到BZ2208-A测力部分的信号输入端，打开仪 器，设置仪器的参数，测力仪的量程和灵敏度设为传感器量 程、灵敏度。
2.主应力测量：将两个应变花的公共导线分别接在仪器前任意 两个通道的A端子上，其余各导线按顺序分别接至应变仪的1-6 通道的B端子上，设置应变仪参数。
根据弯矩引起的正应力和扭转引起
弯扭组合变形的主应力测试实验
弯扭组合变形的主应力测试实验一、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. 应变＆力综合测试仪三、实验原理和方法弯扭组合实验装置如图1所示。
它由薄壁圆管1（已粘好应变片），扇臂2，钢索3，传感器4，加载手轮5，座体6，数字测力仪7等组成。
试验时，逆时针转动加载手轮，传感器受力，将信号传给数字测力仪，此时，数字测力仪显示的数字即为作用在扇臂顶端的载荷值，扇臂顶端作用力传递至薄壁圆管上，薄壁圆管产生弯图1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m0.33。
薄壁圆管截面尺寸、受力简图如图2所示，Ⅰ-Ⅰ截面为被测试截面，由材料力学可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩。
取Ⅰ-Ⅰ截面的A、B、C、D四个被测点，其应力状态如图3所示。
每点处按–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 图51. 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。
本实验用的是450应变花，若测得应变ε-45、ε0、ε45，则主应力大小的计算公式为()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--±++-=--24502045454523121211εεεεμεεμμσσE 主应力方向计算公式为 ()()04545045452εεεεεεα----=--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用B 、D 两被测点00方向的应变片组成图5（a ）所示半桥线路，可测得弯矩M 引起的正应变 2Md M εε=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方向所引起的应变为 4nd n 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方向所引起的应变为 4QdQ εε=由广义虎克定律可求得剪力Q 引起的剪应力 ()214Qd Qd Q G E εμετ=+=四、实验步骤1.将传感器与测力仪连接，接通测力仪电源，将测力仪开关置开。
扭弯组合变形实验报告
扭弯组合变形实验报告1. 实验目的本次实验的目的是通过对材料进行组合和扭弯变形的实验，研究材料在扭弯应力下的变形以及不同组合方式对其性能的影响。
2. 实验器材和材料2.1 实验器材- 扭弯试验机：用于施加扭弯应力的设备；- 计量设备：包括游标卡尺、称重器等，用于测量变形和质量。
2.2 材料本次实验使用的材料为金属棒，包括钢材、铝材和铜材。
它们分别具有不同的强度和韧性，适用于研究材料的变形特性。
3. 实验方法3.1 组合方式本次实验将材料按照不同组合方式连接起来，包括以下几种方式：1. 单材料组合：使用相同材料的连续棒材进行实验；2. 不同材料组合：使用不同材料的连续棒材进行实验。
3.2 实验步骤1. 准备材料：切割并准备不同材料的棒材，保证长度一致；2. 连接材料：按照所选组合方式，将相应的材料连接起来；3. 放置样品：将组合好的材料放置在扭弯试验机上，保证材料处于水平位置；4. 施加负载：通过扭弯试验机施加负载，使材料扭弯变形；5. 记录数据：实验过程中记录扭弯角度和对应的负载；6. 分析数据：根据实验数据，分析材料的变形特性和组合方式对其性能的影响。
4. 实验结果经过实验获得的数据如下表所示：负载（N）扭曲角度（度）100 10200 20300 30400 40500 505. 结果分析根据实验结果可以得出以下结论：1. 钢材的强度较高，在扭弯过程中能够承受更大的负载；2. 铝材的强度较低，容易发生塑性变形；3. 而铜材具有较好的韧性，能够承受较大的变形。
通过对不同组合方式的比较，发现单材料组合的强度和变形特性较为一致，而不同材料组合则会产生不同的效果。
例如，钢材与铝材组合后，由于钢材的强度较高，能够承受更大的负载，因此整体变形较小；而铜材的韧性能够在变形过程中吸收部分能量，使得整体变形较为均匀。
6. 实验结论通过本次实验，得出以下结论：1. 材料的强度和韧性对扭弯变形有显著影响；2. 不同材料的组合方式会使材料的变形特性发生变化；3. 单材料组合更加一致，而不同材料组合能够发挥各自的优势。
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
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。
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。
弯扭组合实验实验报告
弯扭组合实验实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT乐享科技弯扭组合实验实验报告经营管理乐享实验二弯扭组合试验一、实验目的1．用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角；2．测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩；3．学习电阻应变花的应用。
二、实验设备和仪器1．微机控制电子万能试验机；2．电阻应变仪；3．游标卡尺。
三、试验试件及装置弯扭组合实验装置如图一所示。
空心圆轴试件直径D 0＝42mm ，壁厚t=3mm ， l 1=200mm ，l 2=240mm （如图二所示）；中碳钢材料屈服极限s σ＝360MPa ，弹性模量E ＝206GPa ，泊松比μ＝。
图一 实验装置图四、实验原理和方法1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角；圆轴试件的一端固定，另一端通过一拐臂承受集中荷载P ，圆轴处于弯扭组合变形状态，某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。
在圆轴某一横截面A －B 的上、下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片方向分别沿0°和±45°。
根据平面应变状态应变分析公式：αγαεεεεεα2sin 22cos 22xyyx yx --++=（1）可得到关于εx 、εy 、γxy 的三个线性方程组，解得：4545045450εεγεεεεεε-=-+==--xy y x （2）图三 应变花示意图图四 圆轴上表面微体的应力状xxxx 图五 圆轴下表面微体的应力状由平面应变状态的主应变及其方位角公式：2221222⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-±+=xy y x y x γεεεεεε （3）0min max 2()2()xy xyx y tg γγαεεεε=-=---或yx xy tg εεγα--=02 （4） 将式（2）分别代入式（3）和式（4），即可得到主应变及其方位角的表达式。
弯扭组合实验实验报告
弯扭组合实验实验报告
实验目的：
通过弯扭组合实验探究材料在受到弯曲和扭曲加载作用下的变形和破坏特性，验证其力学性能。
实验材料与设备：
实验材料包括钢材、铝材等常用材料，实验设备包括弯曲试样机和扭转试样机。
实验步骤：
1. 制备不同材料的弯扭组合试样。
2. 将试样固定在弯曲试样机上，施加加载力进行弯曲测试，记录弯曲应力应变曲线。
3. 将试样固定在扭转试样机上，施加加载力进行扭转测试，记录扭转应力应变曲线。
4. 对实验数据进行分析，得出材料的力学性能参数。
实验结果及分析：
通过弯扭组合实验，我们得到了不同材料在受到弯曲和扭转加载作用下的应力应变曲线。
通过分析实验数据，我们可以得出不同材料的弯曲强度、扭转强度以及屈服强度等力学性能参数，进一步了解材料的变形和破坏特性。
结论：
弯扭组合实验是一种有效的手段，可以帮助我们深入了解材料在不同加载条件下的性能表现，为材料的选用和设计提供重要参考依据。
在今后的研究中，我们将进一步探索材料的力学性能，为材料科学领域的发展做出更大的贡献。
弯扭组合实验报告
一、实验目的1. 了解薄壁圆管在弯扭组合变形下的应力分布规律；2. 掌握薄壁圆管在弯扭组合变形下的主应力及其方向；3. 熟悉应变花的粘贴和使用方法；4. 熟悉静态数字电阻应变仪的使用方法。
二、实验原理薄壁圆管在弯扭组合变形下，其应力状态为平面应力状态。
根据材料力学理论，薄壁圆管在弯扭组合变形下的应力分布可以表示为：正应力：σ = (M + T)Y / (Iz + Iy) + Vx / (Iz + Iy)剪应力：τ = (M + T)z / (Iz + Iy) + Vy / (Iz + Iy)其中，M为弯矩，T为扭矩，Vx和Vy为剪力，Y为薄壁圆管截面的惯性半径，z和x为坐标轴。
主应力及其方向可通过应变花的测量结果计算得出。
应变花的测量原理是利用应变片的线应变与应力之间的关系，通过测量线应变，进而计算出主应力及其方向。
三、实验仪器与设备1. 弯扭组合实验装置：用于施加弯矩、扭矩和剪力；2. YJ-4501A/SZ静态数字电阻应变仪：用于测量应变；3. 三轴450应变花：用于测量线应变；4. 粘贴应变花的胶水、剪刀等辅助工具。
四、实验步骤1. 将薄壁圆管放置在实验装置上，调整装置，使圆管处于水平状态；2. 在薄壁圆管截面上选择A、B、C、D四个测点，在每个测点处粘贴三轴450应变花；3. 使用应变仪连接应变花，设置好测量参数；4. 对薄壁圆管施加弯矩、扭矩和剪力，观察应变花的应变变化；5. 记录应变仪的测量数据；6. 根据应变花的测量结果，计算主应力及其方向；7. 分析薄壁圆管在弯扭组合变形下的应力分布规律。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们得到了薄壁圆管在弯扭组合变形下的主应力及其方向；2. 通过对比理论计算值和实验测量值，验证了薄壁圆管在弯扭组合变形下的应力分布规律；3. 实验结果表明，在弯扭组合变形下，薄壁圆管的最大主应力出现在截面中心线附近，最小主应力出现在截面边缘；4. 实验结果还表明，在弯扭组合变形下，薄壁圆管的应力分布与理论计算值基本吻合。
弯扭组合变形实验(主应力)
弯扭组合变形实验——主应力的测定一、实验目的1．测量薄壁圆管在弯曲和扭转组合变形下，其表面一点的主应力大小及方位。
2．掌握用电阻应变花测量某一点主应力大小及方位的方法。
3．将测点主应力值与该点主应力的理论值进行分析比较。
二、预习思考要点1．试分析本实验装置是如何使薄壁圆管产生弯曲和扭转组合变形的。
2．薄壁圆管在弯扭组合变形下其横截面上有几种内力？哪几种？有几种应力？哪几种？3．薄壁圆管在弯扭组合变形下其表面一点处于什么应力状态？在主应力方位未知的情况下，确定该点的应力状态需求解几个未知量？哪几个？三、实验装置及仪器1．弯扭组合变形实验装置如图1-29所示，装置上的薄壁圆管一端固定，另一端自由。
在自由端装有与圆管轴线垂直的加力杆，该杆呈水平状态。
载荷F作用于加力杆的自由端。
此时，薄壁圆管发生弯曲和扭转的组合变形。
在距圆管自由端为L1的横截面的上、下表面B和D处各贴有一个45°应变花（或60°应变花）如图1-29。
设圆管的外径为D，内径为d，载荷作用点至圆管轴线的距离为L2。
图1-29 簿壁圆管主应力测量装置2．静态电阻应变仪。
3．游标卡尺、钢尺等。
四、实验原理理论分析表明，薄壁圆管发生弯扭组合变形时，其表面各点均处于平面应力状态，如图1-29所示的I-I 截面的上表面B 点和下表面D 点的应力状态分别如图1-30所示。
（a ） （b ）图1-30 簿壁圆管上、下表面点的应力状态由应力状态理论可知，对于平面应力状态问题，要用实验方法测定某一点的主应力大小及方位，一般只要测得该点一对正交方向的应变分量εx 、εy 及γxy 即可。
用实验手段测定线应变ε较为容易，但角应变γxy 的测定却困难得多，而由平面应力状态下一点的应变分析可知平面上某点处的坐标应 变分量εx 、εy 及γxy 与该点处任一指定方向α的线应变εα有下列关系：αγαεαεεα2sin 21sin cos 22xy y x ++= （1-55）从理论上说可以测定过该点任意三个不同方向上的线应变εα、εβ、εγ，建立三个如式1-55那样的独立方程，解此方程组即可完全地、唯一地确定εx 、εy 、γxy ，但因方程中出现了三角函数，为了解算简便，在实验测试中，生产厂家已将三个应变片互相夹一特殊角，组合在同一基底上组成应变花，本实验采用互成45°的直角应变花，布设方式如图1-31所示。
扭弯组合实验报告
扭弯组合实验报告实验目的：通过本实验，我们旨在研究材料的力学性能，具体而言，是探究扭转力与材料大小、形状、杆长和直径等因素之间的关系。
实验原理：扭转实验是一种用来测量某种物质的弹性模量的实验，它将一条杆的一个端点固定住，将另一个端点扭转一个角度，然后在一段杆的长度上测量所需要的力。
扭矩是对物体转动的力。
在扭曲实验中，扭矩是以牛顿米（Nm）为单位测量的。
扭矩与角度的比率是切应变角。
弹性定律的左面说道了应力和应变之间的关系，右面说道了所需要的力。
应变是一个测量物的形状和大小的参数。
当杆被扭曲时，长度会改变，因此测量的应变是纵向和横向的。
实验器材：1. 扭转机；2. 扳手；3. 线尺。
实验步骤：1. 将杆装在扭转机上；2. 测量杆的长度以及直径；3. 扭转杆的一个端点至一定角度；4. 使用扳手测量所需的力；5. 推导出应变角和扭矩之间的关系；6. 记录数据；7. 重复测量多次，以获取更准确的结果；8. 对数据进行处理和分析，以得出所寻求的关系。
实验结果：我们首先测量了杆的长度和直径，并将其记录在下表中。
我们重复了五次扭转实验，并记录了每次实验中所需要的力和扭转角度。
我们在每次实验之后计算应变角和扭矩之间的关系，因为弹性定律在扭曲实验中的适用性与应变角和扭矩之间的关系有关。
我们从实验数据中得出以下结论：1. 我们发现，直径较大的杆在被扭曲时需要更大的力。
这可能是因为较大的直径提供了更多的横截面积，从而在扭曲时能够抵抗更大的力；2. 我们还发现，杆长也与所需的力成正比。
这表明，在较长的杆中，要在所有点上恢复内应力需要更大的力量，导致它需要更多的力才能被扭曲；3. 我们还发现，扭曲角度与所需的力成正比。
这是因为更大的扭曲角度意味着更大的角位移，从而需要更大的力才能扭曲杆。
结论：通过本实验，我们发现，所需的力取决于材料的直径、长度和所扭曲的角度。
具体而言，较大的直径和较长的杆需要更多的力，而更大的扭曲角度也需要更多的力。
弯扭组合变形实验报告
弯扭组合变形实验报告弯扭组合变形实验报告引言：弯扭组合变形是一种常见的材料力学实验方法，通过施加弯曲和扭转力，对材料的力学性能进行测试和研究。
本实验旨在探究不同弯曲和扭转力对材料变形行为的影响，为工程设计和材料选择提供参考依据。
实验过程：1. 实验材料准备选取了常见的金属材料样本，如钢材、铝材等，并根据实验要求制备成适当的尺寸和形状。
2. 实验装置搭建搭建了弯曲和扭转力施加装置，确保力的施加平稳和准确。
3. 弯曲实验将样本固定在弯曲装置上，施加不同大小的弯曲力，记录样本的弯曲程度和应力。
4. 扭转实验将样本固定在扭转装置上，施加不同大小的扭转力，记录样本的扭转角度和应力。
5. 弯扭组合实验将样本同时固定在弯曲和扭转装置上，施加不同大小的弯曲和扭转力，记录样本的变形情况和应力。
实验结果：通过实验记录和数据分析，得出以下结论：1. 弯曲实验结果显示，随着施加的弯曲力增加，样本的弯曲程度和应力呈线性增加关系。
不同材料的弯曲刚度存在差异，钢材相对较硬，而铝材相对较软。
2. 扭转实验结果显示，随着施加的扭转力增加，样本的扭转角度和应力呈线性增加关系。
与弯曲实验类似，不同材料的扭转刚度也存在差异。
3. 弯扭组合实验结果显示，当同时施加弯曲和扭转力时，样本的变形行为更为复杂。
在一定范围内，弯曲和扭转力的叠加会导致样本的非线性变形。
不同材料对弯扭组合力的响应也有所差异，这对于工程设计中的材料选择和结构优化具有重要意义。
讨论与分析：弯扭组合变形实验的结果表明，材料的力学性能受到多种因素的影响。
除了弯曲和扭转力的大小外，材料的组织结构、晶粒大小、温度等因素也会对材料的变形行为产生影响。
因此，在实际工程中，需要综合考虑这些因素，选择合适的材料和合理的设计方案。
此外，弯扭组合变形实验还可以用于材料的疲劳寿命评估和损伤分析。
通过施加不同弯曲和扭转力的循环加载，可以模拟实际工况下的变形情况，从而预测材料的寿命和损伤程度。
结论：弯扭组合变形实验是一种重要的材料力学测试方法，通过施加弯曲和扭转力，可以研究材料的力学性能和变形行为。
弯扭实验报告-最终版
清华大学实验报告系别 班级 姓名 （同组姓名 ）做实验日期 2011 年 5 月 7 日 教师评定【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。
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、扭矩系别班级 姓名 （同组姓名 ） 做实验日期 2011 年 5 月 7 日 教师评定 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 ε 3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 σ 3。
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 γ xy。
弯扭组合实验报告
弯扭组合实验报告弯扭组合实验报告引言：组合实验是一种常见的科学研究方法，通过对不同因素的组合进行实验，以探究它们之间的相互作用和影响。
本次实验旨在研究弯扭组合对材料性能的影响，并探索其中的规律和机理。
实验材料与方法：实验选用了两种不同材料的试样，分别是金属和塑料。
金属试样为钢材，塑料试样为聚乙烯。
实验中，我们将分别进行弯曲和扭转两种载荷的单独实验，以及弯扭组合实验。
实验设备包括弯曲试验机和扭转试验机。
实验结果与分析：在弯曲实验中，我们测量了不同载荷下试样的弯曲变形和应力。
结果显示，金属试样在弯曲载荷下出现了明显的弯曲变形，而塑料试样则表现出较大的应变。
这表明金属试样具有较高的强度和刚度，而塑料试样则具有较高的韧性和延展性。
在扭转实验中，我们测量了不同载荷下试样的扭转角度和扭转应力。
结果显示，金属试样在扭转载荷下出现了明显的扭转变形，而塑料试样则表现出较小的变形。
这进一步验证了金属试样具有较高的强度和刚度，而塑料试样具有较高的韧性和延展性。
接下来，我们进行了弯扭组合实验。
通过对金属和塑料试样施加同时弯曲和扭转的载荷，我们观察到了不同的变形行为。
金属试样在弯扭组合载荷下出现了更为复杂的变形，同时呈现出弯曲和扭转的特征。
而塑料试样在同样的载荷下则表现出更大的变形和应变。
这说明弯扭组合载荷对试样的变形行为产生了显著影响，并且不同材料的试样具有不同的响应。
讨论与结论：通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 弯曲载荷对金属和塑料试样的变形行为具有显著影响，金属试样呈现出明显的弯曲变形，而塑料试样则表现出较大的应变。
2. 扭转载荷对金属和塑料试样的变形行为也具有显著影响，金属试样呈现出明显的扭转变形，而塑料试样则表现出较小的变形。
3. 弯扭组合载荷对试样的变形行为产生了更为复杂的影响，金属试样呈现出同时弯曲和扭转的特征，而塑料试样则表现出更大的变形和应变。
综上所述，本次弯扭组合实验研究了金属和塑料试样在不同载荷下的变形行为，并探讨了弯扭组合载荷对试样性能的影响。
弯扭组合实验指导
弯扭组合实验指导一、实验原理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。
薄壁圆筒弯扭组合变形受力简图如图4-1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、剪力和扭矩。
取其前、后、上、下的A 、C 、B 、D 为四个被测点，其应力状态如图4-2所示。
每点处按45-︒、0︒、45+︒方向粘贴一个三轴45︒ 应变花(见图4-3)。
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，再运用广义虎克定律公式即可求出主应力的大小和方向。
直角应变花（－450、、00、+450） ()()20452045454521000000222εεεεεεεε-+-±+=-- （4.3）tg2α=00000454*******εεεεε----- （4.4）用广义虎克定律即可求得各点的主应力大小：)1/()(2211μμεεσ-+E = （4.5）)1/()(2122μμεεσ-+E = （4.6）1、确定单一内力分量及其所引起的应变（1）将B 、D 两点0︒方向的应变片接成半桥线路进行半桥测量，由应变仪读数应变Md ε即可得到B 、D 两点由弯矩引起的轴向应变M ε2MdM εε= （4.7）将上式代人M M EW ε=中，可得到截面I —I 的弯矩实验值为2Md EWM ε= （4.8）（2）剪力Q 及其所引起的应变的测定将A 、C 两点45︒方向和45-︒方向的应变片接成全桥线路进行全桥测量。
由应变仪读数应变Qd ε可得到剪力引起的剪应变Q γ的实验值为2Qd Q εγ=（4.9）将式(4.9)代入下式： 4(1)Q EA Q γμ=+ 即可得到截面I-I 的剪力实验值为8(1)Qd EA Q εμ=+ （4.10） (3)扭矩n M 及其所引起应变的测定将A 、C 两点45︒方向和45-︒方向的应变片接成全桥线路进行全桥测量。
弯扭组合实验实验报告-推荐下载
根据广义虎克定律，可得：
又:
由式（7）~（9）得到：
y 0
x
Ri
Ri 图六
1 E
( x
1
22ExFra bibliotek
2
1
00 450
y )
M E Wz x
以某截面上应力最大的上点或下点作为测量点。测出 X 方向应变片的应变值 εX（
4 / 11
方向分别沿 0°和±45°。
根据平面应变状态应变分析公式：
可得到关于 εx、εy、γxy 的三个线性方程组，解得：
x 00 y 450 450 00 xy 450 450
由平面应变状态的主应变及其方位角公式：
tg0
1 x y
材料力学实验
实验二 弯扭组合试验
一、实验目的
1． 用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角； 2． 测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩； 3． 学习电阻应变花的应用。
二、实验设备和仪器
1． 微机控制电子万能试验机； 2． 电阻应变仪； 3． 游标卡尺。
三、试验试件及装置
弯扭组合实验装置如图一所示。空心圆轴试件直径 D0＝42mm，壁厚 t=3mm，
材料力学实验
四、实验原理和方法
1、测定平面应力状态下一点处的主应力
大小和主平面的方位角；
圆轴试件的一端固定，另一端通过一拐臂承受集中荷载 P，圆轴处于弯扭组合变形状 态，某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。
x x 图四 圆轴上表面微体的应力状态
在圆轴某一横截面 A－B 的上、下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片
材料力学实验-弯扭组合实验
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BUAA
➢ 实验结果处理
见参考讲义
材料力学实验
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➢ 思考题
材料力学实验
1. 本实验中，如果要求一次加载同时测出作用在贴有应变测点截面上的弯矩 和扭矩，如何实现？（要求使用测量通道数最少且使用的应变片数最少。）
2. 测量试验件表面某一点处的主应力大小和主平面方位角是否可以使用其它 形式的三向应变花？使用0°、45°和90°三向应变花花，在贴片时是否 可以按照0°、45°和90°三个方向来布置，如果可以，给出主应力和主 平面方位角计算公式。
BUAA
材料力学实验
B071
弯扭组合实验
Page1
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➢ 实验目的
材料力学实验
用电测法测定平面应力状态下某一点处的主应力大小和主平面的
方位角;
测定空心圆轴试件上某一截面(贴有应变片处)所承受的弯矩和扭矩;
学习三向电阻应变花的应用.
➢ 实验设备与仪器
微机控制电子万能试验机 静态电阻应变仪 弯扭组合实验装置 数显卡尺及钢板尺
3. 如果在上表面和下表面布置剪切应变花，即布置±45°两个方向的应变片， 能否直接测量作用在该截面上的弯矩和扭矩大小？如果可以，给出组桥方 案和计算公式。
4. 结合实验测量结果误差，说明弯扭组合实验装置设计和安装时有那些注意 事项。
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1 E 450 450
2
21
2E
21
tg2 0
450
450
2 00 450 450
2
00
450
2
00
450
组桥选用四分之一桥:
上表面：
下表面：
R工作——工作片 Rt——温度补偿片 R仪——仪器内部120Ω标准电阻
弯扭组合变形实验误差产生的原因
弯扭组合变形实验误差产生的原因在物理实验中，弯扭组合变形实验是一种常用的实验方法，主要用于研究材料的力学性能。
然而，在实验中，我们常常会遇到一些误差，而造成误差的原因往往有多种。
弯扭组合变形实验主要是通过施加不同方向的载荷，对材料的不同部位进行不同方向的变形，以此来研究材料的力学性质。
而这个过程中，误差主要来自以下几个方面：1. 实验装置实验装置是弯扭组合变形实验最重要的组成部分之一，而实验装置的结构和质量直接影响实验的精度和稳定性。
因此，在实验过程中，我们必须要选择合适的实验装置，并严格按照操作说明和使用规程来操作。
2. 实验条件实验条件也是影响实验精度的重要原因之一。
例如，实验室的温度、湿度和气压等环境因素都会对实验结果产生影响，因此我们必须要保持实验室的恒温恒湿，并注意调节实验室的气压。
3. 操作人员操作人员的技能、经验和操作规范也是影响实验精度的重要因素。
在实验过程中，操作人员必须保持专注，并按照实验步骤和要求进行操作。
同时，操作人员还要具备一定的实验经验和专业知识，以便在出现一些意外情况时及时处理。
4. 数据处理数据处理也是影响实验精度的重要因素之一。
数据处理过程中，如果处理不当或者使用不正确的处理方法，会导致实验误差的产生。
因此，在数据处理过程中，我们必须要选择合适的处理方法，并进行反复的检查和验证，以确保数据的准确性和可靠性。
综上所述，弯扭组合变形实验误差产生的原因主要来自实验装置、实验条件、操作人员和数据处理等方面。
为了保证实验结果的准确性和可靠性，我们必须在每一个环节上严格把关，细心操作，才能得出准确可靠的实验结果。
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8. 主应力及主方向计算
采用不同的组桥方式测出应变，并分别求出正应力 x与切应力 xz 后，再根据主应力计算公式计算出测点主应力的大小和方向。
主应力及主方向计算公式：
1 x
2 1 2
2 x
4
2 xz
3
x
2
1 2
4
2 x
2 xz
1 2
tan
1
(
2 xz
A
1 E
A 45
y
A 45
45
xz
45
45
A
x y
2
x
2
cos 2 x z sin 2
45°
x
B
x
45
x
2
xz
A 45
x
2
xz
45
45
45 3
x
a3
A
S
1
2 （3） 6 （5）
R3
45°
R6
45°
O
B
4
D
A
l z
R1
-45°
B
R4
-45°
R2
F
R5
材料力学实验 应变应力关系
R3
A R2 R6 B R5 R4
-45°
45°
xz
45
45
应变片只能感受构件 表面某一点的线应变
R1
-45°
x
A
x
45
45 3
x
)
式中
x
M W
其中 M Fa
W
D 3
32
(1
d D d D
4 4
)
xz
Mn Wp
其中 M n Fl
Wp
D 3
16
4 4
(1
)
材料力学实验
9. 注意事项
应力清零前，一定要检查传感器上的钢 丝绳是否松动！当确认构件没有受到载 荷作用时，才能按“应力清零”键。 对构件施加的最大载荷为Fmax ≤ 400N。
z
l 238 mm
F
材料力学实验
4. 应变片的数量与粘贴方位
单向应力状态
E
二向应力状态，主应力方向已知。
2
2
1
1
1
1 E
1 2
1
2
1
2
2
1 E
2
1
材料力学实验 二向应力状态，主应力方向未知。
y
测试 接桥 项目 方式
A
B
R2
R3
C
R R
D
组桥方案
静定 （με）
静不定 （με）
纯扭转 （με）
R1
B
R2
x
xz
半桥
全桥 半桥 全桥
A
C
R4
R3
D
材料力学实验 半桥接线 在5～8通道接半桥
选择两个应变片，在 5～8通道中任选一个通道 （例如6通道），分别将应 变片的连接导线接在这个 通道的AB及BC之间。
材料力学实验 组合梁弯曲实验报告讲评
相同材料 应 变
应 力 应 变 应 力 不同材料粘合为一体 应 变 应 力 应 变 应 力
不同材料 应 变
应 力
材料力学实验
静定/静不定
弯扭组合变形时的主应力测定
材料力学实验
1. 概 述
在机械工程中，常会遇到承受 组合变形的构件，例如：摇臂钻床 机架承受拉伸和弯曲组合变形，曲 轴承受弯曲和扭转组合变形。 弯曲扭转组合变形时的主应力 测定实验，是以产生弯曲和扭转组 合变形的构件为例，介绍用电测法 确定构件一点应力状态的方法。
材料力学实验 全桥接线 在1～4通道接全桥
选择四个应变片，在1～ 4通道中任选一个通道（例如 2通道），分别将应变片的连 接导线接在这个通道的AB、 BC、CD、 DA之间。
材料力学实验 实验工况1：静定结构
接线，确定圆轴不受力，进行 应力清零、应变清零。
加载、读取应变值。 初载荷F1=100N, 初应变ε1，应变清零。 末载荷F2=400N, 读出应变值ε2。
xz
工程中，常将三
y
个夹角取为定值，如
α3 α2
x
x
45°、60°、90°等。
y
α1
0
x
一个测点贴片数量及方位的确
应变花
定，取决于该点的应力状态。
材料力学实验
5. 应力应变分析
确定测点应力状态
y a2 a1
C
xz
x
A
x
x
A
x
xz
x
a3 x
O
B
x
x
B
x
A
2
1 （3）
材料力学实验
3. 实验装置简图
y
L
D 40 mm
a2 a1
C
a 1 230 mm
a3
x
O
d 34 mm
E 71GPa
a 2 310 mm
a 3 140 mm
L 450 mm
A
S
1 2 （3） 6 （5）
B
D
4
0 .33
F1 100 N
F 2 400 N
l
计算静定构件弯扭组合变形时测点的主应力和主方向，将 理论值与实验值进行比较。
计算静不定构件弯扭组合变形时测点的主应力和主方向， 并将静定与静不定构件的结果进行分析比较。 思考讨论题
材料力学实验 温度补偿
方案1 2 读 1 4 x E
实现温度自补偿的条件： 同一应变片 同一材料 接在相邻的桥臂上
方案1
读 1 4
2 E
x
A
B
R1
R4
B
R2
R5
消除温度影响，测出σ x 。 方案2
读 2 5
1 E
C
R
A
R
C
R
R
x
D
D
B
R2
R
排除τxz ，消除温度影响，测出σ x 。 方案3
读 2 3
1 E
A
R
C
R3
x
D
排除τxz ，测出σ x ，不能消除温度影响。
F F 2 F1 300 N
2 1
加初载应变清零，加末载读取应变。
材料力学实验 实验工况2：静不定结构
将专用支座安放在构件的 滚珠轴承处，使构件成为 静不定结构，选用半桥或 全桥方式组接桥路，测试 并分析测点应变的变化。
初载荷F1=100N,初应变ε1，应变清零。 末载荷F2=400N,读出应变值ε2。
B
R1
R4
ε1( ε1F 、εT ）
ε4( ε4F 、εT ）
A
R
x
读 1 4 1 F T 4 F T 1 F 4 F
方案3
读 2 3
1 E
C
R
D
读 2 3 2 F T 3 F T 2 F 3 F 2 T
支座安放在滚 珠轴承处
材料力学实验 实验工况3：构件仅产生扭转变形 在构件端部安放一个专用 支座，使薄壁圆管只产生 扭转变形，选用半桥或全 桥方式组接桥路，测试并 分析测点应变的变化。 初载荷F1=100N,初应变ε1，应变清零。 末载荷F2=400N,读出应变值ε2。
支座安放在 构件端部
材料力学实验
材料力学实验
接桥方式
半桥接桥方式
B
RI
RII
在两个桥臂上接入应变片，另外两 个桥臂上接入仪器内部的固定电阻。
C U out
A
RIV
读 AB BC
RIII
D
全桥接桥方式
在四个桥臂上都接入应变片。
E
读 AB BC CD DA
材料力学实验
举例：用半桥方式求正应力σ x
S
6 （5）
B
4
D
l z F
空心圆轴产生弯扭组合变形 在A点取一个单元体 弯曲变形产生的正应力σx 扭转变形产生的切应力τxz
平面应力状态、主方向未知 需要粘贴三个应变片
材料力学实验 应变片布置图
y
a2 a1
C
应变片1、4均平行于X轴
应变片2、3及5、6则分别 与X 轴成±45°角
6
1 2E
x
1 E
xz
材料力学实验
组桥方案
多种内力 因素引起 综合应变
合理贴片 合理组桥 指定的、只受 一种内力因素 影响的应变量
B
RI
RII
A
RIV
C U out
RIII
D
测点应力 邻臂相减 应变关系 对臂相加
E
读 AB BC CD DA
材料力学实验
6. 实验装置与仪器
BWQ-2分体式弯扭组合实验台
滚珠轴承 扇形臂与钢丝绳 专用支座 空心圆轴 拉压力传感器 应变片 连接导线
加载手轮
材料力学实验 CM-1L应变&力综合测试仪