主应力测定
扭弯组合主应力测定实验
扭弯组合主应力测定实验在工程领域中，材料的强度是一个非常重要的参数。
为了能够更好地了解材料的强度特性，科学家们开展了各种各样的实验研究。
其中，扭弯组合主应力测定实验是一种非常常见的实验方法。
扭弯组合主应力测定实验是一种通过对材料进行扭转和弯曲加载，来测定材料主应力的实验方法。
在这种实验中，材料会同时受到扭转和弯曲的作用，从而产生多个主应力。
通过测定这些主应力的大小和方向，可以得到材料的强度特性。
在扭弯组合主应力测定实验中，需要使用一些特殊的实验设备。
其中，最常见的设备是扭转弯曲试验机。
这种试验机可以通过旋转和弯曲两个方向对材料进行加载，从而产生扭转和弯曲的作用。
同时，试验机还可以测定材料的应变和应力，从而计算出材料的主应力。
在进行扭弯组合主应力测定实验时，需要注意一些实验细节。
首先，需要选择合适的试样形状和尺寸。
通常情况下，试样的形状为圆柱形或矩形，尺寸要足够大，以保证实验结果的准确性。
其次，需要选择合适的加载方式和加载速度。
加载方式可以是单向加载或多向加载，加载速度要适当，以避免试样破坏过快。
最后，需要对实验数据进行处理和分析，以得出材料的主应力特性。
扭弯组合主应力测定实验在工程领域中有着广泛的应用。
例如，在航空航天领域中，需要对飞机和航天器的材料进行强度测试，以确保其安全可靠。
在汽车工业中，需要对汽车零部件的材料进行强度测试，以确保其能够承受各种复杂的力学作用。
在建筑领域中，需要对建筑材料进行强度测试，以确保其能够承受各种自然灾害和人为破坏。
扭弯组合主应力测定实验是一种非常重要的实验方法，可以帮助科学家们更好地了解材料的强度特性。
通过这种实验方法，可以为工程领域中的各种应用提供可靠的数据支持，从而保障人们的生命财产安全。
应力测定实验演示文稿
（1）应力计算
E 1 2
(
)
E 1 2
(
)
（2）测量误差计算
e 100 %
— 应力测量值
— 应力理论计算值
5、实验报告要求
① 容器测点位置分布图 ② 各种载荷下的实测应变读数 ③ 各测点应力值计算 ④ 各测点应力理论计算值 ⑤ 在容器外形图上画出应力分布曲线 ⑥ 测量误差计算 ⑦ 分析测量误差产生的原因
5．对容器进行几次加载、卸载循环。消除应变片初受载后的永久变形，使 滞后误差趋于稳定。每次卸载后需进行预调平衡，然后按加载步骤加载，记 下应变读数。当应变读数和滞后量趋于恒定时，才可进行正式测量。
6．系统最后一次卸载后先检查一下平衡情况，然后加载进行正式测量， 记录每种载荷下，各测点的应变读数。 7．测量结束后，系统卸载，并关闭电动机及其它测量仪器。
1．根据选择的测点和布片方案进行表面打磨、划线定位、表面脱脂 处理、粘贴应变片、固化及防护等工作。
2．用相同长度和相同型号的导线，一端和工作片连接，另一端和预 调平衡箱连接。每根导线都需进行编号，并记下相对应的测点编号， 以免发生错误。
3．按应变仪、预调平衡箱的操作规程对各测点进行预调平衡。 4．打开排气阀，开动试压泵，将容器内的气体排除，然后关闭排气 阀，对实验容器进行加载。
若被测部位在弹性范围内工作，对测得的应变值，可以采用虎克定律换算 得到对应的应力值。
2．实验内容 主要对各种典型薄壁容器筒体、ห้องสมุดไป่ตู้盖及接管或筒体的连接不连续处
的应力分布进行测试。试件可以为一些自制的薄壁容器模型，也可采 用工业产品的一些小型薄壁容器，使测试对象形式多样并具有工程实 际意义。
四、实验操作步骤
贴片步骤
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= 43116T 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。
弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案 工程力学实验
弯扭组合变形时的主应力测定实验报告标准答案实验目的：见教材。
实验仪器：见教材。
实验数据记录及处理：(((次数载荷ΔP一 二 三 平均 一 二 三 平均 一 二 三 平均初始值 0 0 0 150N 114 -1 -111 250N 190 -2 -184 350N 265 -2 -257 450N 342 -3 -331 测点B 或(D) ε-45° ε0° ε45° 次数载荷ΔP一 二 三 平均 一 二 三 平均 一 二 三 平均初始值 0 0 0 150N 165 201 -31 250N 274 336 -52 350N 383 469 -74 450N 493 604 -95(四) 数据处理求出A 、B(或C'、D')点主应力大小及方向. 利用公式:A 点或(C 点) 载荷 计算结果150N250N350N450N备注σ31 6.08/-5.77 10.08/-9.56 14.16/-13.32 18.29/-17.14 MPa tg2α 35.5238.6139.1539.58B 点或(D 点)载荷 计算结果150N 250N 350N 450N 备注σ31 15.78/-1.78 26.22/-3.03 36.64/-4.36 47.17/-5.59 MPatg2α -0.73-0.72-0.72-0.72问题讨论：1、 画出指定A 、B 点的应力状态图.答：12234545450045245450454511()()()12222E tg μμσεεεεεεμεεαεεε-︒+︒-︒︒︒︒︒-︒︒︒-︒+-⎡⎤=+±-+-⎢⎥-⎣⎦-=--A 点τB 点σxσx τ2、 要测取弯曲正应力及扭转剪应力,应如何连接电桥电路?测取弯曲正应力 测取扭转剪应力教师签字:_________日 期:_________45C ε- 45A ε E U DB A BC D 45A ε- 45C ε E U DB A B CDR。
弯扭组合变形主应力的测定
M －弯矩 M = PL
WZ －抗弯截面系数
2、τ n
=
Mn Wn
( ) WZ
=
π
D4 − d4 32D
M n －扭矩 M n = Pa
Wn －抗扭截面系数
( ) Wn
=
π
D4 − d4 16D
单元体图如下：
y
τn
X筒
σx
σ3 τn σ1 3
4
2 σ1
1
σ3
τn σx
τn
3、理论值计算公式：
主应力公式：
实验七 弯扭组合变形主应力的测定
一、实验目的
1、掌握多点静态应变测量技术。 2、测定平面应力状态下主应力的大小和方向，并与理论值进行比较。
二、实验仪器、设备和工具
1、组合实验台弯扭组合实验装置。 2、静态电阻应变仪。 3、游标卡尺、钢板尺。
三、实验原理
试件为一空心薄壁圆筒，它受弯矩和扭矩的作用，弯扭组合变形属于二向应 力状态
a
应变花 L
C1
φD φd
P
X筒
C2
R0 0 R 450
R90 0
在 C1－C2 面上的分别贴有直角应变花。
在 C 点单元体上作用有由弯矩引起的正应力σ x ，由扭矩引起的剪应力τ n ，主应
力是一对拉应力σ1 和一对压应力σ 3 ，单元体上的正应力σ x 和剪应力τ n 可按下
式计算
1、σ x
=
M WZ
=
−
2τ n σx
2、实验值和理论值比较 C1 或 C2 点主应力和方向
比较内容
实验值
σ3
=
σx 2
−
⎜⎛ σ
x
弯扭组合变形主应力的测定
弯扭组合变形主应力的测定
弯扭组合变形是指同时施加弯曲和扭转两种形变的一种变形方式，其主应力的测定可以通过以下步骤进行：
1. 确定弯曲和扭转的载荷：测定施加弯曲和扭转的载荷。
2. 采用倾角法测定变形量：倾角法是一种常用的测定弯曲和扭转变形的方法。
在变形过程中，通过测量试件端面相对于初始状态发生的倾斜角度，计算出试件的弯曲和扭转变形量。
3. 计算主应力：根据材料的力学性质，可以利用测得的弯曲和扭转变形量计算出变形时试件所受的主应力。
4. 验证结果：通过与试验数据进行比较，验证计算结果的正确性。
需要注意的是，弯扭组合变形的主应力测定需要考虑弯曲和扭转两种载荷的相互影响。
同时，试件的几何形状、材料的力学性质等也会对测定结果产生影响。
弯扭组合梁主应力大小及方向的测定
弯扭组合梁主应力大小及方向的测定1 实验目的⑴、用电测方法测定弯扭组合变形梁主应力大小及方向。
⑵、掌握主应力大小及方向的理论和实测计算公式，并进行比较计算其误差值。
⑶、掌握电阻应变花的应用。
2 仪器和设备⑴、50KN微机控制电子万能试验机。
⑵、TS3861静态电阻应变仪。
⑶、游标卡尺。
3 实验原理及装置图8－1 弯扭组合梁示意图图8－2 Ⅰ-Ⅰ截面弯扭组合梁为一空心薄壁园轴，材料为45号钢，其弹性常数为：E=210GPa，μ=0.28，横截面尺寸，外经D=30mm，内径d=26mm。
其一端固定，另一端装一固定加力臂端，轴与力臂端的轴线相互垂直，并且在同一水平面内。
离悬臂端加载点的垂直距离135mm处I-I截面为被测位置，如图1。
在此处园轴表面的前后、上下（图8-2）所示的A、C、B、D四个被测位置上，每处粘贴一枚三轴直角应变花，如图8-3所示。
共计12片应变片，供不同的测试目的选用。
当加力臂端作用载荷P后，园轴发生扭转与变形的组合变形，薄壁园轴横截面上便有内力素：弯矩、扭矩和剪力。
在I-I 截面的A 、C 、B 、D 被测四点上，其单元体上应力状态如图8-4所示。
一．实验测定主应力大小及方向弯扭组合变形构件表面上一点处于平面应力状态，由应力-应变广义胡克定律可知，为了确定一点处的主应力，可在该点处粘贴一直角应变花，该直角应变花由三个应变片组成，既由+45o方向的应变片、O o方向的应变片和-45o方向的应变片组成。
只要用静态电阻应变仪将这三个方向上的线应变测出，代入公式既可计算出主应变的大小和方向。
为了兼测其它实验值，本实验采用直角应变花，并使中间的应变片方向与园轴母线一致，另外两片分别与母线成±45o角，在A 、B 、C 、D 四个测点分别粘贴四枚应变花。
根据被测点三个方向应变值ε45°、ε0°、ε-45° ，计算主应力大小和方向公式分别为：245020454545maxmin )()()1(2)()1(2o o o o o o EE εεεεμεεμσ-+-+⋅±++=-- ……(8—1)Tan2ɑ0=oooo o 4545454502εεεεε----- ……… (8—2)式中ɑ。
实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定知识讲解
实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验内容：构件在弯扭组合作用下，根据强度理论，其强度条件是[]r σσ≤。
计算当量应力r σ，首先要确定主应力，而主应力的方向是未知的，所以不能直接测量主应力。
通过测定三个不同方向的应变，计算主应变，最后计算出主应力的大小和方向。
本实验测定应变的三个方向分别是-45°、0°和45°。
实验目的与要求：1、用电法测定平面应力状态下一点的主应力的大小和方向2、进一步熟悉电阻应变仪的使用，学会1/4桥法测应变的实验方法 设计思路：为了测量圆管的应力大小和方向，在圆管某一截面的管顶B 点、管底D 点各粘贴一个45°应变花，测得圆管顶B 点的-45°、0°和45°三个方向的线应变45ε-、0ε、45ε。
应变花的粘贴示意图 实验装置示意图关键技术分析： 由材料力学公式： 得从以上三式解得主应变根据广义胡克定律1、实验得主应力大小__________________12245454504502()2()()2(1)2(1)E Eσεεεεεεσμμ--+⎫=±-+-⎬-+⎭实实方向_______________04545045452()/(2)tgαεεεεε--=+--实2、理论计算主应力3、误差实验过程1.测量试件尺寸、力臂长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。
附表12.拟定加载方案。
先选取适当的初载荷P0(一般取P o=lO％P max左右)。
估算P max(该实验载荷范围P max<400N)，分4～6级加载。
3．根据加载方案，调整好实验加载装置。
4．加载。
均匀缓慢加载至初载荷P o，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。
实验至少重复两次。
5．作完试验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。
实验四-薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定
实验四-薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验内容:构件在弯扭组合作用下，根据强度理论，其强度条件是r应力r ，首先要确定主应力，而主应力的方向是未知的，所以不能直接测量主 应力。
通过测定三个不同方向的应变，计算主应变，最后计算出主应力的大小 和方向。
本实验测定应变的三个方向分别是 -45、0°和45、 实验目的与要求:1、用电法测定平面应力状态下一点的主应力的大小和方向2、进一步熟悉电阻应变仪的使用，学会1/4桥法测应变的实验方法设计思路:为了测量圆管的应力大小和方向，在圆管某一截面的管顶 B 点、管底D 点乞松二一 +万脣=亠习护二一了--- r从以上三式解得主应变。
计算当量各粘贴一个45。
应变花，测得圆管顶 B 点的-45 °、0°和45°三个方向的线应变°、 45° °拉力P实验装置示意图关键技术分析: 由材料力学公式:辛比一 .E , --- ----------：------------- ---------------- s in -a应变花的粘贴示意图大小；51方佝十t -- --------- --- -----£s ~S1实验过程1•测量试件尺寸、力臂长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。
附表2•拟定加载方案。
先选取适当的初载荷P 0（一般取P °=IO % P max 左右）。
估算P max （该实验载荷范围P max <400N ），分4〜6级加载。
3•根据加载方案，调整好实验加载装置。
4 •加载。
均匀缓慢加载至初载荷 P °,记下各点应变的初始读数；然后分级 等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终 载荷。
实验至少重复两次。
5•作完试验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。
薄壁圆筒弯扭组合主应力测定
薄壁圆筒弯扭组合主应力测定
薄壁圆筒弯扭组合状态下，主应力的测定需要进行以下步骤：
1. 计算圆筒的应变及变形能量：利用圆筒的尺寸和材料参数，计算出圆筒在弯曲和扭转过程中的应变和变形能量。
2. 分解应力及其合成：利用应力分析的原理，将圆筒的弯曲和扭转应力分解为垂直和平行于筒轴的应力，然后将二者合成得到主应力。
3. 测定主应力：将圆筒放入测试设备中，通过施加拉伸或压缩载荷并测量变形量，计算出主应力大小及其方向。
4. 分析应力状态及破坏条件：根据主应力大小及其方向、材料的应力-应变本构关系等因素，分析圆筒受力状态及破坏条件，为设计或优化圆筒的结构和材料提供重要参考。
薄壁圆筒内力素及主应力测定实验
薄壁圆筒内力素及主应力测定实验摘要：关键词：桥、内力、弯矩、扭矩实验值与理论值存在误差的原因主要是由于实验过程中的累积误差及实际实验条件与理想环境不一致所致，另外应变花的布置位置和布置方向有偏差对实验结果也有一定的影响。
摘要：在实际测量过程中，电阻应变片的贴片位置、栅长大小以及横向效应均会对测量的精确度产生影响。
该文从以上3个方面对《材料力学》课程的电测综合性实验——圆筒的弯扭组合实验中，利用全桥接法测量弯曲切应变的误差原因进行了全面分析，指出测量误差主要是由于电阻应变花的敏感栅中心偏离中性轴所致。
关键词：弯扭组合；弯曲切应变；电阻应变花；测量误差。
电阻应变测量技术(简称电测法)是用电阻应变片测量构件表面的应变，根据应力与应变之间的关系，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法，具有电阻应变片的尺寸小、重量轻、安装方便、一般不会干扰构件的应力状态、测量灵敏度与精度高等优点，是工程实验应力分析中应用最广泛和最有效的手段之一。
在教学过程中我们发现，主应力、与弯矩对应的正应变以及与扭矩对应的扭转切应变的测量结果均与理论值接近，误差很小，而与剪力对应的弯曲切应变的测量结果与理论值相比误差较大，高达58％左右。
圆筒的弯扭组合实验装置如图1所示，圆筒的外径D=40 am，内径d=34 mm，圆筒的材料为铝合金，其E=70 GPa，移=0．33。
I—I横截面处的外表面中性轴上的A、c点和上下边缘的B、D点作为测量点，在每个测量点粘贴1个450一3直角应变花。
圆筒在测量点位置的展开图以及各敏感栅的编号如图2所示，其中每个应变花中间的敏感栅沿圆筒的轴线方向。
为了观察实验数据的线性情况，实验采用等量逐级加载方式，载荷增量为△F=100N。
与剪力对应的弯曲切应变利用A、C两点的450和一450 4个敏感栅(即敏感栅1、3、7、9)组成如图3所示的全桥电路进行测量，该桥路可消除扭转切应变而仅保留弯曲切应变，且扩大了输出值，提高了实验的测量精度。
主应力测定实验报告
主应力测定实验报告实验目的：1. 掌握主应力测定法的原理及应用；2. 熟悉应变仪的使用及数据处理方法。
实验仪器：1. 双主应力仪2. 应变仪实验原理：主应力测定法是一种测试材料的双轴主应力状态的方法。
测试原理基于矩形截面，通过给定的双轴主应力下的试样开裂荷载，计算并预测了一定比例下某一点的最大主应力值。
主应力的大小是由荷载的垂直轴和水平轴决定的，它们都是垂直于试块壁的。
在测定中，我们采用了直径为7cm的圆形钢柱作为试样，通过加压钢柱，使其在固定的应变条件下达到破断状态。
同时，应变仪也在试样表面粘上并记录应力和应变的值。
实验步骤：1. 在双主应力仪的惠斯通荷载机的作用下，使试样的主应力达到目标值。
2. 应变仪上记录的应变与试样容积稳定后，根据给定的数据表推算得到该应变下的荷载大小。
3. 记录下荷载在两个方向的大小。
4. 对记录下的应力和应变数据进行处理，得到不同应变下试样的应力状态。
实验结果：将得到的数据与设定的理论值进行比较，可以发现在30度楔形空洞时，双主应力仪所得数据与理论值相差不大。
而到了60度和90度时，误差较大。
实验中所发现的问题：1. 受限于双主应力仪自身精度限制，实验结果可能存在一定的误差。
2. 常温常压下的实验得出的结论只能在受试材料的特定参数下进行推广。
3. 实验中产生的震动、温度变化等外界因素可能会对实验结果产生一定的影响。
结论：通过本次实验，我们成功地测定了试样不同应变下的双轴主应力状态，并通过对实验结果的分析得出了相应结论。
实验展示了主应力测定法在应力分析和结构设计领域的重要实用价值和应用前景。
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；4.对实验结果进行合理的解释和结论。
七、实验结果与结论1.根据实验数据处理和分析，得出薄壁圆筒在弯扭组合变形条件下的主应力范围为△σ；2.对实验结果进行科学的解释和结论，明确指出实验的可靠性和局限性；3.在结论部分提出对后续研究和工程应用的建议和展望。
八、实验总结1.总结全文工作，重点强调实验的意义和价值；2.对实验中存在的问题和不足进行梳理和反思；3.为未来相关研究和工程设计提供经验和借鉴。
深埋泥岩地层的最小主应力测定方法探讨
煤 田地 质 与 勘探
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文章 编 号 ：０ １１８ ｛０ ７０ ．０２０ １０．９６ ２０ ）３０３．４
３ Ｙ ｎｃ ｎ ｅ ｉ ， ｉ ｚｏ ３０ ０ Ｃ ｉ ） ． ａｇｚ Ｕ ｉｒ ｔ Ｊ ｈｕ４ ４０ ， ｈｎ ｅ ｖ ｓｙ ｎ ｇ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｅ ｔｏ ａ ｅ ｎ ｉｔ ｄ ｃ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｒｔ ａ ｎ ｌｓ ｎ ｃｕ ｌｄ ｔ ｎ ｌｓ ． ｙ ａ ａｙ ｉ ｎ ｅ ｃ ｎａ ｅ ｏ ｓｒ ｃ ： ｎ ｗ ｍｅｈ ｄ ｈ ｓ ｂ ｅ ｒ ｕ ｅ 。 ａ ｅ ｎ ｔ ｏ ｅｉ ｌａ ａｙ ｉ ａ ｄ ａ ｔａ ａ ａ ａｙ ｉ Ｂ ｎ ｌｓ ｉｇ ｐ ｒ ｅ ｔｇ ｆ ｎ ｏ ｈ ｃ ｓ ａ ｓ ｚ
关 键 词： 泥岩 地层 ； 小主应 力 ； 时停 泵压 力 最 瞬 文献标 识码 ： Ａ 中图分类 号 ：６８１ ；Ｄ １ Ｐ １．１Ｔ ３１
Ｉ ｖ ｓ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｌ ｌ ｍ ｒｎ ｉａ ｔｅ ｓ ｓ ｗｉｈ ｎ ｄ ｅ ｌ ｕ ｉｄ ｄ ｔ ｎ ｔａ ａ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｆｍｈ ｉ ｌ ｏ ｉ ｕ ｐ ｉ ｃｐ ｌｓｒ ｓ ｅ ｔ ｉ ｅ ｐ ｙ ｂ ｒ ｅ ｍｕ ｓｏ ｅ ｓｒ ｔ
深埋 泥岩 地 层 的最 小 主 应 力 测定 方 法探 讨
张 林 ， 刘池洋 赵 勇 ， ， 楼一珊 昊增智 孙 ， ， 虎
４４０ ） ３００
（． １ 西北 大学大陆动力学 国家重点实验 室， 西北大 学含 油气盆地研 究所 ， 陕西 西安 ７０６ ； １０９
主应力测定实验报告
主应力测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实验方法测定材料的主应力，了解材料在受力作用下的应力分布规律，并掌握主应力测定的实验方法和步骤。
二、实验原理。
在材料受力作用下，会产生各向应力，其中最大和最小的主应力分别为σ1和σ3。
主应力的测定方法有多种，本实验采用的是应变片法。
应变片是一种特殊的传感器，能够测量材料表面的应变，通过应变和应力的关系，可以计算出材料表面的主应力。
三、实验仪器和设备。
1. 应变片。
2. 应变片粘贴剂。
3. 应变片粘贴剂固化剂。
4. 电子天平。
5. 电子显微镜。
6. 电磁炉。
7. 电阻应变片测力仪。
四、实验步骤。
1. 制备应变片，将应变片粘贴剂均匀涂抹在待测材料表面，然后将应变片粘贴在表面并用压力滚压，待固化后形成应变片。
2. 安装应变片，将安装好应变片的材料放置在电子显微镜下，调整显微镜使其对准应变片。
3. 测定应变片的应变，用电子天平测定应变片的长度和宽度，计算出应变片的应变。
4. 计算主应力，根据应变和应力的关系，通过电阻应变片测力仪测定材料受力时的应变，再通过应力-应变关系计算出主应力。
五、实验数据处理。
根据实验测得的应变数据，结合材料的弹性模量和泊松比，计算出材料受力时的主应力。
六、实验结果与分析。
通过实验测定得到材料受力时的主应力大小，分析主应力的分布规律，了解材料在受力作用下的应力状态，为材料的设计和使用提供参考依据。
七、实验结论。
本实验通过应变片法测定了材料的主应力，掌握了主应力测定的实验方法和步骤，了解了材料在受力作用下的应力分布规律。
八、实验总结。
通过本实验的学习，对材料的主应力测定有了更深入的了解，同时也掌握了一种常用的应力测定方法，为今后的材料力学实验打下了良好的基础。
以上就是本次主应力测定实验的实验报告。
主应力的测定实验报告
主应力的测定实验报告主应力的测定实验报告引言主应力是材料力学中的重要概念，它对于材料的变形和破坏具有重要影响。
为了准确测定材料中的主应力，我们进行了一系列实验，并通过实验结果得出相关结论。
实验目的本实验的目的是测定材料中的主应力，并通过实验结果分析材料的力学性能。
实验装置和方法我们使用了一台电子式拉力机进行实验。
实验过程中，我们选取了不同尺寸和形状的试件，并通过外加载荷对试件进行拉伸。
在拉伸过程中，我们使用应变计和传感器来测量试件的变形和载荷。
实验步骤1. 准备试件：根据实验要求，选择合适的试件，并进行加工和标记。
2. 安装试件：将试件安装到拉力机上，并调整好夹具，确保试件能够均匀受力。
3. 进行拉伸：通过电子式拉力机施加外加载荷，逐渐增加试件的应变。
4. 测量应变：使用应变计精确测量试件的应变，并记录下来。
5. 测量载荷：通过传感器测量试件所受的载荷，并记录下来。
6. 绘制应力-应变曲线：根据测量结果，绘制试件的应力-应变曲线。
7. 分析主应力：根据应力-应变曲线，通过斯特雷恩公式计算主应力。
实验结果通过实验测量和数据处理，我们得到了试件的应力-应变曲线。
根据斯特雷恩公式，我们计算出了试件的主应力。
实验结果显示，试件在拉伸过程中主应力逐渐增大，直到达到破坏点。
讨论与分析通过实验结果，我们可以得出以下结论：1. 主应力与外加载荷成正比：试件的主应力随着外加载荷的增加而增加，这与材料力学的基本原理相符。
2. 材料的强度与主应力相关：主应力是材料破坏的关键因素之一，材料的强度与主应力密切相关。
3. 材料的应变硬化效应：随着试件应变的增加，材料的应变硬化效应逐渐显现，使得主应力的增加速度变缓。
结论通过本次实验，我们成功测定了材料中的主应力，并通过实验结果分析了材料的力学性能。
实验结果表明，主应力对于材料的变形和破坏具有重要影响。
这对于材料的设计和工程应用具有重要意义。
参考文献[1] 材料力学实验教程，XXX出版社，20XX年。
应变及应力的测试和计算方法归纳
8.7.2 主应力方向巳知平面应力状态
平面应力是指构件内的一个点在两个互相垂直的方向上受到拉伸(或压缩)作用而产生的应力状态，如图 8-31 所示。 图中单元体受已知方向的平面应力 s1 和 s2 作用，在 X 和 Y 方向的应变分别为 s1 作用：X 方向的应变 el 为 s1/E Y 方向的应变 e2 为-μs1/E s2 作用：Y 方向的应变 e2 为 e2/E X 方向的应变 el 为-μe2/E 由此可得 X 方向的应变和 Y 方向的应变分别为
Solution： 即:
应力测量 (measurement of stress) 测量物体由于外因或内在缺陷而变形时，在它内部任一单位截面积上内外两方的相互 作用力。应力是不能直接测量的，只能是先测出应变，然后按应力与应变的关系式计算出应 力。若主应力方向已知，只要沿着主应力方向测出主应变，就可算出主应力。各种受力情况 下的应变值的测量方法见表 1。 轴向拉伸(或压缩)时，沿轴向力方向粘贴应变片(表 l 之 1～4)，测出应变ε，按单向 虎克定律算出测点的拉(压)应力σ=εE。式中ε为应变，E 为弹性模量。 弯曲时在受弯件的上下表面上粘贴应变片(见表 1 之 5～6)，测出应变 e，可计算弯曲 应力。 扭转时沿与圆轴母线成±45。 角的方向贴片(表 1 之 7～9)，测出主应变 em，再代入 虎克定律公式算出主应力σ45o ，即得最大剪应力 rmax ：
（8-83）
（8-84）
（8-85）
一方向的应变为 ，即图中对角线长度 l 的相对变化量。 由于主应力 sx、sy 的作用，该单元体在 X、Y 方向的伸长量为Δx、Δy，如图 8-33(a)、(b)所示，该方向 的应变为 ex=Δx/x、ey=Δy/y；在切应力τxy 作用下，使原直角∠XOY 减小 gxy，如图 8-33(c)所示，即 切应变 gxy=Δx/y。这三个变形引起单元体对角线长度 l 的变化分别为Δxcosq、Δysinq、ygxy cosq，其
弯扭组合变形主应力的测定
弯扭组合变形主应力的测定 一、实验目的1．用电测法测定薄壁圆管弯扭组合变形时表面任一点的主应力值和主方向，并与理论值进行比较。
2．测定分别由弯矩和扭矩引起的应力σ和ｎτ，熟悉半桥和全桥接线方法。
ｗ二、实验仪器与装置 1．静态电阻应变仪 2．弯扭组合变形实验装置 实验装置如图2－28所示，它由薄壁圆管1、扇臂2、钢索3、手轮4、加载支座5、加载螺杆6、载荷传感器7、钢索接头8、底座9、数字测力仪10和固定支架11组成。
传感器7安装在加载螺杆6上，钢索3一端固定在扇臂上，另一端通过钢索接头8固定在传感器７上。
实验时转动手 图2－28 弯扭组合变形实验装置轮，传感器随加载螺杆向下移动，钢索受拉，传感器受力，传感器信号输入数字测力仪，显示出作用在扇臂端的载荷值，扇臂端作用力传递至薄壁管上，薄壁管产生弯扭组合变形。
薄壁管材料为铝合金，其弹性模量Ｅ＝70 GPa，泊松比μ＝0.33。
薄壁管外径Ｄ＝40 mm，内径 d＝36 mm，其受力简图和有关尺寸见图2－29。
Ｉ－Ｉ截面为被测试截面，取图示Ａ、B、Ｃ、Ｄ四个测点，在每个测点上贴一个应变花（-45°、0°、45°），供不同实验目的选用。
图2－29 试件几何尺寸与受力简图三、实验原理和方法由截面法可知，Ⅰ－Ⅰ截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩，A、B、C、D各点均处于平面应力状态。
用电测法测试时，按其主应力方向是已知还是未知，而采用不同的贴片形式。
１．主应力方向已知 主应力的方向就是主应变方向。
只要沿两个主应力方向各贴一个电阻片，即可测出该点的两个主应变I ε和II ε，进而由广义虎克定律计算出主应力： σⅠ＝２μ−1Ｅ(εⅠ+μεⅡ)，σⅡ２μ−=1Ｅ(εⅡ+μεⅠ) (2 - 14) 2．主应力方向未知 由于主应力方向未知，故主应变方向亦未知。
由材料力学中应变分析可知，某一点的三个应变分量ｙｘεε、和ｘｙｒ，可由任意三个方向的正应变ϕαθεεε、、确定。
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空心圆管主应力的测定
[实验目的]
1、用实验方法测定平面应力状态下主应力的大小及方向。
2、学习电阻应变花的应用及其接线方法。
3、掌握用应变花测量一点的主应力及其主方向的方法。
4、学习用列表法处理数据。
5、将测试结果与理论计算值进行比较，以加深对理论的认识和理解。
[使用仪器]
静态电阻应变仪、小螺丝刀、弯扭组合试验台（装置外形及结构见图14-1）、待测薄壁圆管试样（已贴好应变计）等。
[装置介绍]
本实验所用实验台结构如右图1所示。
薄壁圆管一端固定在支座上，另一端与水平杆刚性连结，圆管与杆的轴线彼此垂直，并且位于水平面内。
水平杆的自由端有砝码盘，在其上挂上砝码，可使薄壁圆管发生弯扭组合变形。
在圆管上表面距水平杆L 处的K 点粘贴一枚450应变花（即直角应变花），其灵敏系数K 标注在试样上。
实验装置参数：圆管内径d=38mm ，外径D=42mm ，L=270mm ，L N =300mm 。
圆管材料为铝合金，其弹性模量E = 69Gpa ，泊松比μ=0.31。
[实验原理]
由应变分析可知，在平面应力状态下，为了确定一点处的主应力，可应用电阻应变花测出三个方向上的线应变，然后算出主应变的大小和方向，从而确定其主应力的大小和方向。
由材料力学知识可知，图2所示的装置在载荷P 作用下，圆管将发生弯扭组合变形。
由弯扭组合变形理论可知，其上表面顶点K 处的应力状态如图3（a ）所示，其主应力和主方向的理论值分别为：
2
2
3122τσσσσ+⎪⎭⎫ ⎝⎛±=⎭⎬⎫
和
στ
α22-
=tg
如果在K 点处贴一450应变花（即直角应
变花），使其中间的应变计与圆管母线一致， 另外两个应变片分别与母线成±450的夹角（见图3（b ）），用应变仪采用“1/4桥公共补偿多点同时测量”的方法测量薄壁圆管变形后应变花对应的三个方向上的应变值ε0、ε45、ε－45，则其主应变的大小和方向分别为：
()()2
45024504545312
2
2---+-±+=⎭⎬⎫εεεεεεεε
（1）
图1 实验装置示意图
图2 加载装置示意图
(a) (b) 图3 K 点处的应力状态及其贴片方式示意图
4545045
4522
1-----=εεεεεαarctg
（2）
此主应变的方向即其主应力的方向，而主应力的大小可按虎克定律算出。
即：
()()()()
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-+-+±--=⎪⎪⎭
⎪⎪⎬⎫
+-=+-=
--2
4502
4504545132
3312
1121211εεεεμμεεμεεμσμεεμσE E
E （3）
将根据实验测定的主应力和主方向与理论值进行比较。
[实验步骤]
1、根据应变花各敏感删与薄壁圆管试样轴线的夹角，确定00、-450和450敏感删（由母线开始，顺时针转为负，逆时针转为正）。
2、将应变花的三个敏感删分别联接到应变仪的三个分电桥之A 、B 两点上，公共补偿片接到公共补偿的B 、C 两点上。
3、调整各分电桥的初读数，然后加砝码（100N ），测出各测点的应变值并卸载。
4、重复步骤3，直至测得三组有效数据。
5、将所测得的数据交由指导教师校核，经教师认可后再拆除线路，归整所用仪器设备，由指导教师验收合格后方可离开实验室。
6、将所测得的数据代入（10-3）式进行数据处理，结果填入数据处理表格中，并与理论值进行比较，求出其测量误差。
[数据记录]（参考表格见下）
表1、各方向应变值的测定
[数据处理] （参考表格见下）
[思考题]
*1、如果将实验中所使用的应变花逆时针方向旋转450，主应力的实测值是否与讲义中的贴片方法相同？为什么？试推出旋转后的主应力和主方向的计算公式。
*2、如果换用600的应变花应如何贴片？其主应力和主方向的计算公式又如何？。