5薄壁圆管弯扭组合变形测定_实验报告_
薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验
七．思考题
1．测定由弯矩、剪力、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 45 应变花替代三轴 45 应变花来确定主应力的大小和方向？
为什么？
表3
被测点
主应力
A
B
C
D
( ) σ MN
1
m2
( ) σ MN
3
m2
φ0 (度)
表1 读数应变
载荷 P ∆P
(N) (N)
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，薄壁圆管产生弯扭组合变形。
图1
薄壁圆管材料为铝合金，其弹
应变仪测量通道上，重复步骤 3、4、5。
8．将薄壁圆管上A、C两点-45 、45 方向的应变片按图 5（c）全桥测量接线方法接至
应变仪测量通道上，重复步骤 3、4、5。
六．实验结果的处理
1．计算 A、B、C、D 四点的主应力大小和方向。
2．计算Ⅰ-Ⅰ截面上分别由弯矩、剪力、扭矩所引起的应力。
实验记录和计算可参考表 1、表 2 和表 3。
薄壁圆筒在弯曲和扭转组合变形下的主应力测试实验
薄壁圆筒在弯曲和扭转组合变形下的主应力测试实验
实验目的： （1）了解在弯曲和扭转组合变形情况下的测试方法
（2）测定薄壁圆筒试件在弯曲和扭转组合受力情况下，试件表面某
点的正应力，并与理论值比较。
实验仪器： XL3418材料力学多功能试验台；测力仪；静力电阻应变仪。 实验原理： 薄壁圆筒受弯曲和扭转组合作用，使圆筒的m 点处于平面应力状态如图1所示。在m 点单元体上有弯矩引起来的正应力x σ，和由扭矩引起来的剪应力n τ。主应力是一对拉应力1σ和一对压应力3σ。
理论值计算：
132x σσσ=
022n
x
tg τασ-=
x z M W σ= 4
3132z D d W D π⎡⎤
⎛⎫=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦ M P L =∆⋅
n T
T W τ= 4
3116T D d W D π⎡⎤
⎛⎫=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦
T P a =∆⋅
实验值计算：
°
°
145453()2(1)E εεσσμ-+=-
°°°°°45-450045-45()2(2)
tg εεαεεε-=
--
图1 圆筒m 点的应力状况
薄壁圆筒弯扭组合实验
2
45 45
0
0
2
再将主应变代入胡克定律， 1
E ( 1 2 ) 1 2 E ( 2 1 ) 1 2
2
得
1
2
E 450 450 21 E 450 450 21
实验原理
1．测定主应力大小和方向 薄壁圆筒弯扭组合变形受力简图，如图所示。 截面A－B为被测位置，由应力状态理论分析可 知，薄壁圆筒表面上的A、B点处于平面应力状 态。若在被测位置X、Y平面内，沿X、Y方向的 线应变为εx、、εy，剪应变为γxy，根据应变分析 可知，该点任一方向a的线应变的计算公式为
实验八
薄壁圆筒弯扭 组合实验
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，并与理论值进行比较。 2．学习电阻应变法的应用。 3．学习用各种组桥方式测量内力的方法，进 一步熟悉电测法的基本原理和操作方法。。
实验设备
实验设备和仪表 1．材料力学多功能实验台
2．静态电阻应变仪一套
实验表格
L=240mm a=250mm D=40 mm d=34 mm E=70Gpa μ =0.33
薄壁圆筒弯扭组合实验数据表
载 载荷 （ N） 荷 增 量 （ N） 100 200 300 400 500 600 ε 读 数
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 10
200 20
300 30
400 40
500 50
5. 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。
薄壁圆管弯扭组合变形测定实验报告数据
薄壁圆管弯扭组合变形测定实验报告数据随着发展，薄壁圆管已经成为多个领域的重要元件，并可用于满足许多不同的需求。以薄壁圆管为研究对象的变形实验的结果，可以深入了解圆管的变形特性，为薄壁圆管应用和研究作出科学可靠的贡献。本文研究薄壁圆管弯扭组合变形测定实验。
实验准备
实验准备包括选择正确的圆管，准备测试条件，准备测试仪器，以及安装测试仪器。研究圆管的钢材为45#，表面阳极氧化处理。圆管的外径为（50，60，70，80）mm，壁厚分别为（2，3，4）mm。为了准确测量圆管弯扭变形，我们使用三轴张计测试仪器，安装在圆管上。
实验过程
实验过程主要包括：首先设置实验条件（包括规定的外径、壁厚、弯曲角度等），将圆管垂直固定在实验台上，然后控制电动千分尺在给定的偏转角度范围内轻轻地弯曲圆管，并使用三轴张力计测量圆管的弯曲角度。实验分别在温度20°C、 30°C和40°C下进行，每种温度下进行3次实验，对每种实验条件重复3次，以准确测定圆管在各种温度和角度条件下的变形情况。
实验结果
实验结果表明：随着温度的升高，圆管的弯曲角度也随之增加，最大角度可达26°。薄壁圆管的变形角度与外径、壁厚以及弯曲角度密切相关，当外径和壁厚不变时，圆管的变形角度越大，变形角度
越大。此外，圆管弯曲变形也与材料本身的性能有关，钢材的强度越高，圆管的变形角度越小。
结论
薄壁圆管的弯扭变形实验表明：外径、壁厚与圆管弯曲角度的变化有直接的关系；随着温度的升高，圆管的变形角度增大；另外，材料性能也会影响圆管的变形性能，钢材强度越高，圆管变形角度越小。本实验为薄壁圆管的研究开发和实际应用提供了科学可靠的参考，也为更深入相关研究提供了依据。
薄壁圆管在弯曲和扭转组合变形下的主应力测定
返回 七、实验思考题（P71：2）
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9、逆时针旋转手轮预加初始载荷0.
四、实验步骤#5.
1、测定圆管在弯扭组合变形下的四点处 主应力及主方向。
8、分别如图3a、b所示 接线。
9、逆时针旋转手轮预 加初始载荷0.05KN， 逐点“调零”。
10、逐级加载。 F1=0.150KN，点击 静态电阻应变仪 “手动”铵钮，依 次记录各点数据。
11、分别加0.25、0.35、 0.45、250KN，记录 各点数据。
12、实验结束，关闭电 源，拆除接线，整 理实验现场。、
10、逐级加载。 F1=0.150KN，点击静态 电阻应变仪“手动”铵 钮，依次记录各点数据。
11、分别加0.15、0.25、0.35、 0.45、250KN，依次点击 静态电阻应变仪“手动” 铵钮，依次记录各点数 据。
12、实验结束，关闭电源， 拆除接线，整理实验现 场。、
四、实验步骤 2、测定圆管在弯扭组合变形下的弯矩和扭矩。
、进一步2、掌握接多通点电测测力法。仪与应变仪电源 125、0小KN型，3圆、点管击接弯静扭线态组电合阻装应置变仪“手动”铵钮，依次记录各点数据。
一3、、进理一论4步、值掌的调握计多零算点：电如测上法图。，当P 点的载荷为100N时，A、B、C、D的主应力与主方向的理论值可以用解析法或图解法计算。
21、 、接测通量5测纯、力弯逐仪曲与梁级应有加变关仪 尺载电寸，源 记录数据
实验力学实验报告
实验力学实验报告
姓名：耿臻岑
学号：130875
指导老师：郭应征
实验一薄壁圆管弯扭组合应力测定实验
一、实验目的
1、用应变花测定薄壁圆管在弯扭条件下一点处的主应力和主方向
2、测定薄壁圆管在弯扭组合条件下的弯矩、扭矩和剪力等内力
3、进一步熟悉和掌握不同的桥路接线方法
4、初步了解在组合变形情况下测量某一内力对应应变的方法
二、实验设备
1、电阻应变仪YJ-28
2、薄壁圆管弯扭组合装置，见图1-1
本次实验以铝合金薄壁圆管EC为测试对象，圆管一段固定，另一端连接与之垂直的伸臂AC，通过旋转家里手柄将集中荷载施加在伸臂的另一端，由力传感器测出力的大小。荷载作用在伸臂外端，其作用点距圆通形心为b，圆通在荷载F 作用下发生弯扭组合变形。要测取圆筒上B截面（它到荷载F作用面距离为L）处各测点的主应力大小和方向。试样弹性模量E=72GPa，泊松比μ=0.33，详细尺寸如表1-1
图1-1 薄壁圆筒弯扭组合装置
表1-1 试样参数表
外径D(mm) 内径d(mm) b(mm) L(mm)
40 34 200 300
三、实验原理
1、确定主应力和主方向
平面应力状态下任一点的应力有三个未知数（主应力大小及方向）。应用电阻应变仪应变花可测的一点沿不同方向的三个应变值，如图1-2所示的三个方向已知的应变。根据这三个应变值可以计算出主应变的大小和方向。因而主应力的方向
也可确定（与主应变方向重合）
()(
)
()()
045450
4545
2
2
4545
1,2450
4504545
0045451122
2212
22
2
tan 2211x y xy E
实验五弯扭组合变形薄壁筒应力测量实验-桥路变换接线实验
实验五常见力学仪器操作及数据分析专项能力训练
——扭组合变形薄壁筒应力测量实验一、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，并与理论值进行比较；
2．测定弯扭组合变形杆件中分别由弯矩、剪力和转矩所引起的应力，并确定内力分量弯矩、剪力和转矩的实验值。
二、实验仪器和设备
1．多功能组合实验装置一台；
2．弯扭组合变形实验梁一根；
3．TS3860型数字应变仪一台。
三、实验原理和方法
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。
薄壁圆筒材料为铝，其弹性模量E＝210GPa，泊松比μ＝0.29。圆筒外径D o＝37mm，壁厚ｔ＝1.8mm。
薄壁圆筒弯扭组合变形受力简图如图5-1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l转矩。取其前、后、上、下的A、C、B、D为四个被测点，其应力状态如图5-2所示。每点处按－45°、0°、＋45°方向粘贴一个三轴45︒应变花（见图5-3（a）。
实验内容和方法如下：
图5-1薄壁圆筒受力图图5-2 A、B、C、D点应力状态1．确定主应力大小及方向
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，再运用广义胡克定律公式即可求出主应力的大小和方向。
由于薄壁圆筒上的点处于平面应力状态且材料为钢，与应变片灵敏系数的标定条件不符，故应进行横向效应的修正。此时只要将主应力公式中的弹性模量E、泊松比μ用表观弹性模量E a、表观泊松比μa代替即可得到修正的主应力公式。E a、μa的表达式按式（5-1）、式（5-2）分别为
薄壁圆筒在弯扭组合变形主应力测定报告
薄壁圆筒在弯扭组合变形主应力测定报告
一、概述
薄壁圆筒是工程中常见的一种结构形式，其在使用过程中受到的弯
曲和扭转载荷往往同时存在，因此对其在弯扭组合变形条件下的主应
力进行准确测定具有重要意义。本报告旨在对薄壁圆筒在弯扭组合变
形下的主应力进行测定，并提供权威的数据支持。
二、实验目的
1.对薄壁圆筒在弯曲和扭转载荷下的主应力进行测定；
2.掌握薄壁圆筒在弯扭组合变形条件下的变形规律；
3.提供准确可靠的数据支持，为工程设计提供参考依据。
三、实验原理
在弯曲和扭转载荷共同作用下，薄壁圆筒内部会产生主应力和主剪
应力。其主应力由弯曲应力和扭转应力共同决定，根据相关理论原理，可以通过测定薄壁圆筒表面的变形情况，推导出其在弯扭组合变形条
件下的主应力。
四、实验装置和材料
1.薄壁圆筒实验样品；
2.应变仪；
3.扭转载荷施加装置；
4.弯曲载荷施加装置；
5.数据采集系统；
6.相关辅助工具；
7.其他必要的辅助材料。
五、实验步骤
1.准备薄壁圆筒样品，清洁表面并固定在实验台上；
2.根据实验要求，施加弯曲载荷，并记录薄壁圆筒的变形情况；
3.根据实验要求，施加扭转载荷，并记录薄壁圆筒的变形情况；
4.利用应变仪等装置对薄壁圆筒表面的应变变化进行实时监测和记录；
5.根据采集的数据，推导出薄壁圆筒在弯扭组合变形条件下的主应力。
六、实验数据处理和分析
1.根据实验采集的数据，绘制出薄壁圆筒在不同弯曲和扭转载荷下的主应力变化曲线；
2.对数据进行详细分析和比对，得出薄壁圆筒在不同载荷情况下的主应力范围；
3.分析实验中存在的误差和不确定性，并提出相应的修正方案；
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。
圆管弯扭实验报告
圆管弯扭实验报告
引言
圆管弯扭实验是一种常见的材料测试方法，用于评估材料在受力下的变形和破坏性能。本实验旨在通过对圆管进行弯曲和扭转测试，研究圆管在受力下的力学行为。
实验目的
1.了解圆管在弯曲和扭转加载下的力学行为；
2.掌握圆管弯曲和扭转测试的基本原理；
3.分析圆管在不同加载条件下的破坏模式。
实验装置和材料
1.圆管：使用直径为10mm的圆管；
2.实验机：使用一台能够施加弯曲和扭转加载的实验机；
3.夹具：使用适当的夹具来固定和加载圆管。
实验步骤
步骤一：准备工作
1.将圆管准备好，并清洁表面以确保无杂质；
2.确保实验机正常工作并校准。
步骤二：弯曲测试
1.将圆管固定在夹具上，确保圆管的一端固定，另一端自由；
2.施加逐渐增加的弯曲力，记录圆管的变形情况和载荷数据；
3.继续增加载荷，直到圆管发生破坏。
步骤三：扭转测试
1.将圆管重新固定在夹具上，确保圆管的一端固定，另一端自由；
2.施加逐渐增加的扭转力，记录圆管的扭转角度和载荷数据；
3.继续增加载荷，直到圆管发生破坏。
步骤四：数据分析
1.通过已记录的载荷数据和变形情况，绘制弯曲载荷-位移曲线和扭转
载荷-扭转角度曲线；
2.分析曲线的特征，确定圆管的弯曲和扭转刚度；
3.根据破坏模式，评估圆管的弯曲和扭转破坏强度。
结果与讨论
根据实验数据绘制的曲线，我们可以得出以下结论： 1. 弯曲测试中，圆管随着加载增加而产生逐渐增大的变形，直到发生破坏； 2. 扭转测试中，圆管随着加载增加而扭转角度逐渐增大，直到发生破坏； 3. 圆管的弯曲刚度和扭转刚度可以通过载荷-变形曲线的斜率来评估； 4. 圆管的破坏模式可能是弯曲或扭转导致的局部塑性变形或断裂。
弯扭组合变形实验
薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验
SQ1001804A004 李扬一．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
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
GN, 泊松比μ
性模量E为72
2
m
为0.33。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5
四．实验内容及方法
1. 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、ε
45
，则主应力大小的计算公式为
()()()⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡-+--±++-=--24502045
45
45231212
11εεεεμ
薄壁圆筒的弯扭组合变形实验
1
薄壁圆筒的弯扭组合变形实验
一、试验目的
1．测定薄壁圆筒弯扭组合变形时指定点的主应力和主方向，并与理论计算值进行比较。 2．测定薄壁圆筒弯扭组合变形时指定截面上的弯矩、扭矩和剪力引起的应力，并与理论值比较。
3. 学习布片原则、应变成份分析和各种组桥方法。
二、设备和仪器
1. 力学试验台。
2. 静态应变仪。
3. 辅助工具和量具。
三、试样与试验装置
薄壁圆筒试样（见图5.1a ）左端固定，籍固定在圆筒右端的水平杆加载。圆筒用不锈钢1C r 18N i 9T i 或其它钢材制成，材料弹性模量E 和泊松比µ为己知，或由试验者自行测定，圆筒外径D ，内径d 。
四、试验原理
1. 指定点的主应力和主方向测定
弯扭组合变形任一截面（如I-I 截面）上b 点的应力状态如图5.1(b)所示，相应其它各测点的应力状态见图 5.1(d)。根据理论分析可知：弯曲正应力W
M M =
σ，式中：M=Fl I-I
，
()
143απ−=D W ，D d /=α；薄壁圆筒扭转切应力P
T W T
=τ，式中：T=Fh ，()
16143p απ−=D W ；弯曲切应力Q Q
F 0 F R t
τπ=
，()40d D R +=，()2d D t −=；由此可
求得相应点的主应力1`2
`
3σσσ及主方向0α的理论值
如何由实验来测定任一截面的主应力和主方向呢？据平面应变分析理论知，若某点任意三个方向的线应变已知，就能计算出该点的主应变和主方向，从而计算出该点的主应力和主方向。因此测量某点的主应力和主方向时，必须在测点布置三枚应变片，工程中常用应变花 测定。常见的应变花有45o 应变花和等角应变花等。在图5.1a 中的I-I 截面的b 、d （或a 、c ）
薄壁圆管弯扭组合变形测定实验报告数据
薄壁圆管弯扭组合变形测定实验报告数据薄壁圆管弯扭组合变形测定实验是为了测量材料的弯曲和扭转
变形量来决定材料的变形性能的实验。变形性能是一种材料性能指标，它可以定量衡量材料在一定外力作用下的变形特性。薄壁圆管弯扭组合变形测定实验也可以用于优化设计和改进过程，从而提高产品的质量。本文报告主要是就圆管弯扭组合变形过程中材料的应变和变形程度，采用特定参数进行实验，得出实验结果，对结果进行分析，进而对弯扭组合变形特性进行定量评价。
第二部分：实验原理
薄壁圆管弯扭组合变形测定实验的实验原理基于几何变形理论，该理论表明在弯曲和扭转过程中，材料的变形量和应变分别与圆管半径、安装位置和弯曲和扭转角度有关，当然还有材料的性质也会影响材料的变形量。因此，实验是使用特定参数，具体来说，用直径为
50mm的钢圆管板材作为试件，安装在固定的机架上，以水平位置为0°，分别采用单弯或单扭操作，以10°为间隔，记录实验参数和测量数据，从而得到材料的变形量和应变数据。
第三部分：实验结果
根据上述实验参数，我们进行了实验测量，并得到了以下结果。
表1：钢圆管材料在弯曲和扭转过程中变形量、应变数据
|度（°） |曲变形量（mm） |转变形量（mm） |曲应变（10-3）|转应变（10-3） |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 0 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 10 | 0.23 | 0.30 | 7.19 | 27.50 |
| 20 | 0.47 | 0.60 | 14.38 | 54.99 |
5薄壁圆管弯扭组合变形测定_实验报告（精）
5薄壁圆管弯扭组合变形测定_实验报告（精）薄壁圆管弯扭组合变形测定实验
实验⽇期
姓名班级学号
实验组别同组成员指导教师（签字）
⼀、实验⽬的
⼆、实验设备名称及型号
三、实验数据记录与处理
1.基本数据
材料常数：弹性模量E= 70 GPa 泊松⽐
装置尺⼨：圆筒外径D= 39mm 圆筒内径d = 34mm
加载臂长h= 250 mm 测点位置L I-I=140 mm
2.计算⽅法
（1）指定点的主应⼒和主⽅向测定
实验值：主应⼒⼤⼩：
主应⼒⽅向：
理论值：主应⼒⼤⼩：；主应⼒⽅向：
（2）指定截⾯上的弯矩、扭矩和剪⼒所分别引起的应⼒的测定a.弯矩M 引起的正应⼒的测定
实验值：理论值：，其中：b. 扭矩T 引起的切应⼒的测定
实验值：理论值：
c. 剪⼒F Q引起的切应⼒的测定
实验值：理论值：，
3.实验数据
1.指定点的主应⼒和主⽅向测定（表1、表2）
2.指定截⾯上的弯矩、扭矩和剪⼒所引起的应⼒测定（表3）表1 被测点应变数据
应变读
数
A B
载荷
-450（R1）
00
（R2
）
450
（R3
）
-450
（R4）
00
（R5
）
450
（R6）
F (N ?F(N ε(µε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
ε(µ
ε
50
100
150
100
250
100
350
100
450
(
µε
应变读
数
载荷
C D
-450（R7）
00
（R8
）
450
（R9
）
-450
（R10
）
00
（R11
）
450
（R12
）
F (N ?F(N ε(µ?ε(µε(µ?ε(µε(µ?ε(µε(µ?ε(µε(µ?ε(µε(µ?ε(µεεεεεεεεεεεε
薄壁圆管弯扭组合变形 共19页
R 1 ～ R12 按半桥公共外补接线
图4 接线图
法接入应变仪（图4），图中 R i 为 R 1 ～ R12 ,采用公
用温度补偿片。加载后可测得A、B、C、D四点的应
变 、 450 0 0 、 450 。已知材料的弹性常数，主应力的
大小和方向可用实验计算公式计算。 1）实验计算公式：
32
WN
D3
16
(14)
d D
MM Pl MN PL
A 4(2 R 0 t)2 (2 R 0 t)2 2R 0 t
(R0 18mm t 2mm)
2．弯矩、扭矩、剪力所分别引起的应力
1）弯矩 M M引起的正应力的测定
用B、D两被测点0 0 方向的应变片组成图5(a)所
N实
N仪
4
由广义虎克定律可求得Mn引起的剪应力
N
EN实 (1)
EN仪 4(1)
(8)
3）剪力Q引起的剪应力的测定
用A、C两被测点 450 、45 0 方向的应变片组成 图5(c)所示全桥自补线路，可测得剪力Q在 45 0 方向
所引起的应变为
Q实
Q仪
4
由广义虎克定律可求得Q引起的剪应力
3＝1E2 (3＋ 1) （4）
2）理论计算公式：
1＝ 3 2
2＋2
2
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薄壁圆管弯扭组合变形测定实验
实验日期
姓名 班级 学号 实验组别 同组成员 指导教师（签字）
一、实验目的
二、实验设备名称及型号
三、实验数据记录与处理
1.基本数据
材料常数： 弹性模量 E = 70 GPa 泊松比 33.0=μ 装置尺寸： 圆筒外径 D = 39mm 圆筒内径 d = 34mm 加载臂长 h = 250 mm 测点位置 L I-I =140 mm
2.计算方法
（1）指定点的主应力和主方向测定
实验值：主应力大小：()()()⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡-+--±++-=--24502
0454*******
1211εεεεμεε
μμσσE
主应力方向：()()
04545045
4502εεεεεεα----=--tg
理论值：主应力大小：22
3122T M M τσσσσ+⎪⎭
⎫ ⎝⎛±=；主应力方向：M T tg στα220-= （2）指定截面上的弯矩、扭矩和剪力所分别引起的应力的测定
a.弯矩M 引起的正应力的测定 实验值：2di M E εσ=
实 理论值：()32/143απσ-=-D FL I
I M 理，其中：D d /=α b. 扭矩T 引起的切应力的测定
实验值：)1(4μετ+=
di T E 实 理论值：()
16
/14
3απτ-=D Fh
T 理 c. 剪力F Q 引起的切应力的测定
实验值：)
1(4μετ+=
di
F
E Q 实
理论值：z max Z 2FS I τδ=剪，1233max z d D S -=
3.实验数据
1.指定点的主应力和主方向测定（表1、表2）
2.指定截面上的弯矩、扭矩和剪力所引起的应力测定（表3）
四、数据分析及结论（写背面）