材料力学实验教学7弯扭组合主应力电测实验实验报告
扭弯组合变形主应力和内力测定的电测法(教学挂图)
σ1 =
（3）
2、弯矩 M 测定（见图（C） ） ： 在图（C）贴片情况下，由弯矩引起 X 方向的应变为 ε b 及ε b ' ，故利用图 (e)半桥接法可得加载时应变仪读数
ε r = ε b − ε b = 2ε b （温度影响要否考虑？）
'
同时
σ=
M = Eε b W
故可得实测弯矩 M = Eε b ⋅ W =Biblioteka (D 4 − d 4 ) 。
1、以砝码盘加力杆自重作为初载荷 F0 ，试验分五级加载，每次加一块
（1Kgf）砝码，至少重复加载二次，记录每次载荷下的应变，以观察应 变是否按线性变化，最后用最大应变值计算 ε 1 、 ε 3 、α 01 、σ 1 、σ 3 、M、
T。并和 σ 1理 、 M 理 、 T理 比较。 2、书上 P.89 思考题 4,写进报告。 3、实验表格参考网上下载。
扭弯组合变形主应力和内力测定的电测法（教学挂图）
一、实验目的： 1、测定圆管在扭弯组合变形下一点处的主应力。 2、测定圆管在扭弯组合变形下的弯矩和扭矩。 二、实验装置，贴片及试验原理图
1、主应力测定： 在组合变形条件下,测定测点任意三个方向应变即可计算主应变，主方向 及主应力，如图（c）m 点的三个应变为 ε − 45o 、 ε 00 、 ε 450 。则 主应变
ε 1 ε − 45 + ε 45 2 ± (ε − 45 − ε 0 ) 2 + (ε 45 − ε 0 ) 2 = ε3 2 2
0 0 0 0 0 0
（1）
主方向
tan 2α 0 =
ε 45 − ε − 45 2ε 0 − ε − 45 − ε 45
0 0 0
弯扭组合变形主应力的测定实验报告
弯扭组合变形主应力的测定是一种重要的实验方法，可以用于材料的力学性质和变形特性的研究。
以下是一份弯扭组合变形主应力的测定实验报告，供参考。
1. 实验目的通过弯扭组合变形实验，测定材料在三轴应力状态下的主应力大小和方向。
2. 实验原理弯扭组合变形是一种三轴应力状态下的变形方法。
它是将拉伸和剪切两种应力作用于材料上，使其产生弯曲和扭转的复合变形。
在弯扭组合变形中，主应力的大小和方向可通过计算与测量获得。
3. 实验装置和材料实验装置包括弯曲扭转试验机、电子称量仪、应变计等设备。
试验材料为直径为10mm、长度为50mm的圆柱形铝合金试样。
4. 实验步骤(1) 根据试验要求，调整试验机工况参数，如加载速度、加载次数等。
(2) 将试样装入试验机，并进行预紧力的加载。
(3) 开始弯曲扭转试验，记录下相应的载荷、位移、时间等数据。
(4) 在试验过程中，及时采集应变计的数据，并进行数据处理和分析。
5. 实验结果通过弯扭组合变形实验，得到了试样的应力-应变曲线和主应力大小和方向的测量结果。
试验结果表明，在三轴应力状态下，铝合金试样的主应力大小和方向与加工方向有关。
6. 结论弯扭组合变形主应力的测定实验结果表明，铝合金试样在三轴应力状态下的主应力大小和方向与其加工方向有关。
该方法可以用于材料的力学性质和变形特性的研究，并具有一定的应用价值。
7. 实验总结弯扭组合变形主应力的测定实验需要选用适当的试验装置和材料，并按照标准操作程序进行实验。
在数据处理和分析过程中，要注意准确性和可靠性。
该实验方法对于材料力学性质和变形特性的研究具有重要意义和应用价值。
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。
弯扭组合变形主应力实验
实验五弯扭组合变形主应力实验一、实验目的1、用电测法测定平面应力状态下一点的主应力的大小和方向；2、在弯扭组合作用下，分别测定由弯矩和扭矩产生的应力值；3、进一步熟悉电阻应变仪的使用，学会全桥法测应变的实验方法。
二、仪器设备1、弯扭组合变形实验装置；2、YD-2009型数字式电阻应变仪；三、试件制备与实验装置1、试件制备本实验采用合金铝制薄壁圆管作为测量对象。
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点各粘贴了一个45º应变花（如图4-5-1），圆管发生弯扭组合变形后，其应变可通过应变仪测定。
图4-5-12、实验装置如图4-5-1所示，将薄壁圆管一端固定在弯扭组合变形实验装置上，逆时针转动实验架上的加载手轮，通过薄壁圆管另一端的钢丝束施加载荷，使圆管产生变形。
从薄壁圆管的内力图4-5-2可以发现：薄壁圆管除承受弯矩M作用之外，还受扭矩T的作用，圆管处于“组合变形”状态，且弯矩M=P•L，扭矩T= P•a图4-5-2 内力图图 4-5-3 单元体图四、实验原理1、主应力大小和方向的测定如图4-5-3，若测得圆管管顶B 点的-45º、0º、45º三个方向（产生拉应变方向为45º，产生压应变的方向为-45º，轴向为0º）的线应变为ε-45º、ε0º、ε45º。
由《材料力学》公式αγαεεεεεα2sin 212cos 22xy -++=-yx yx 可得到关于εx 、εy 、γxy 的线形方程组()[]()[]452sin 21452cos 22xy45-⨯--⨯++=--γεεεεεyx yx220y x yx εεεεε-++=()()452sin 21452cos 22xy 45⨯-⨯++=-γεεεεεyx y x联立求解以上三式得εx =ε0ºεy =ε-45º+ε45º-ε0ºγxy =ε-45º-ε45º则主应变为εγεεεεε2xy 22,1222⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛±+=-y x yx yxy xεεγα--=02tg 由广义胡克定律()21211μεεμσ+-E=()12221μεεμσ+-E=得到圆管的管顶A 点主应力的大小和方向计算公式()()()()()24524545452,1012212----+++E ±-E =εεεεμμεεσ454504545022tg -----=εεεεεα2、弯矩产生的应力大小测定分析可知，圆管虽为弯扭组合变形，但管顶B 和管底D 两点沿x 轴方向的应变计只能测试因弯矩引起的线应变，且两者等值反向。
扭弯组合实验报告
浙江大学材料力学实验报告(实验项目：扭弯组合)一、实验目的：1、测定圆管在扭弯组合变形下一点处的主应力； 2、测定圆管在扭弯组合变形下的弯矩和扭矩。
二、设备及试样：1. 电阻应变仪；2. 小型圆管扭弯组合装置。
试样尺寸及相关常数三、实验原理：1、确定主应力和主方向(1)主应力由公式 145452+2=22εεεε-⎫±⎬⎭确定(2)主方向由公式 4545004545tan 22εεαεεε---=-- 确定(3)再由广义胡克定律算出主应力11222212E =(+)1-E =(+)1-σεμεμσεμεμ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩2、测定弯矩测弯矩使用公式 44E (D -d )M=64r Dπε 3、测定扭矩测扭矩使用公式 44E (D -d )T=4(1+)16r Dεπμ4、弯矩、扭矩、和主应力1σ的理论值分别是 max M=P l max =P T a11(2M Wσ=四、实验记录表格和计算1、测试数据（一次加载参考表格）2、计算（取最大载荷下的应变计算）四、思考题3、用两枚纵向片组成的相互补偿电路，不但能消除温度应变的影响，而且可以消除因为偏心造成的误差，可见用两枚应变片组成的相互补偿电路较好。
4、(a)45ε和45ε-都由三部分组成，有T 45++εεεε=扭弯，T 45-++εεεε-=扭弯，所以得45452r εεεε-=-=扭, 即 1=2r εε扭，可见用这种方法也可以消除弯矩的影响，测出扭矩。
(b) 同 (a) 的解释相同，用这种方法也可以测出扭矩。
(c) 加温度补偿片只能消除温度应变的影响，不能消除弯矩的影响，故不能用这种方法测出扭矩。
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。
电测弯曲应力实验报告
电测弯曲应力实验报告电测弯曲应力实验报告一、实验目的通过本次实验，了解弯曲应力的概念，掌握电测法测量材料弯曲应力的方法，熟悉电阻应变片的使用，同时探究不同载荷下的弯曲应力变化规律。
二、实验器材和材料1. 电测模量仪2. 平板弯曲装置3. 电阻应变片4. 匀强截面悬臂梁样品5. 钳子、卡尺等辅助工具三、实验原理1. 弯曲应力在悬臂梁上加一个偏斜载荷，悬臂梁就会发生形变，并且形成一个转矩，这个转矩可以使悬臂梁弯曲。
弯曲时，弯曲截面的一侧受到压应力，而另一侧受到拉应力，弯曲应力就是材料中某一点所受的横向、超出其所处截面的轴向力分量。
2. 电阻应变片电阻应变片又称应变电阻器，是一种基于金属电阻的变形量测量装置。
当电流通过电阻应变片时，金属电阻发生变化，通过电阻测量电路转换为输出的电压信号，这个电压信号与金属电阻的变化成正比。
电阻应变片可以用来测量材料中的应变变化量。
3. 电测法测量弯曲应力利用电阻应变片，可以将材料中的弯曲形变量转化为电阻值变化信号，进而用电阻检测电路将其转换为电压信号。
通过电流、电压和几何参数的关系，可以计算出样品的弯曲应力。
四、实验步骤1. 安装样品将样品安装在平板弯曲装置上，注意悬臂梁的固定端应放置在装置固定架上。
2. 调整电测模量仪接上电源，根据仪器说明书调整仪器，使其能够正常工作，并调整测量范围。
3. 安装电阻应变片将电阻应变片按照说明书装配，并用胶水固定在样品的下表面。
4. 进行载荷实验用载荷装置施加不同的偏斜载荷，记录电测模量仪的读数，并记录电压计量器的读数。
5. 数据处理根据仪器说明书，用实验数据计算弯曲应力的数值，并绘制出不同载荷下的弯曲应力-载荷曲线。
五、实验结果利用电测法测量到的悬臂梁的弯曲应力-载荷曲线如下图所示：六、实验讨论和结论通过电测法测量弯曲应力可以得到样品在不同偏斜载荷下的弯曲应力-载荷曲线，通过观察、分析，可以得出以下结论：1. 随着偏斜载荷的增加，样品弯曲应力的数值也逐渐增大，符合弯曲时弯曲截面的一侧受到压应力，而另一侧受到拉应力的规律。
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。
弯扭组合变形实验
3. 测量电桥连接过程中要区分清楚连接导线的位置和方位 4. 加载时切勿过载。
九、实验报告要求
1、实验报告中必须绘出实验装置图、应力分析图、测量 电桥连接图
2、讨论误差的来源
由主应力的推导知 xy 45 45
可得
G x y 21 E 4 5 4 5
七、实验步骤
1、主应力大小和方向的测定
a、测量电桥连接：将圆管顶部B点的－45°、0°、45°三个方向的 引出线分别接在仪器后面板上三个不同通道的A、B接线孔内；将公共补 偿片上的引出导线接入仪器后面板上的“公共补偿片BC”位置的B、C号 接线孔内，并将应变仪前面板上的“全桥半桥”选择开关拨到半桥位置。
本实验采用合金铝制薄壁圆管为测量对象。当通过加载手轮给实验装 置加载时，薄壁圆管除承受弯距M作用外，还受扭距T的作用，且弯 距 M P L，扭距 TPa
四．主应力大小和方向的测定
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、D点各粘贴了一个45°应变花，若测得圆管管顶B点的－
45°、0°、45°三个方向的线应变为
a、测量电桥连接：将圆管管顶B点45°、 －45°方向的引出导线分别 连接在同一通道的A、B号，B、C号接线孔内，将管底D点的45°、 － 45方向的两对引出导线分别连接在该通道的C、D号，D、A号接线孔内。
b、灵敏系数设定 c、测量电桥预调平衡 d、进行实验。
八、注意事项
1. 预调平衡时，如发现调零困难、数据不稳定，应检查接线是否 接好（松动或虚接）
b、设定好灵敏系数； c、测量电桥预调平衡； d、进行实验。
2、弯距产生的应力大小测定
a、测量电桥连接：将圆管管顶B点的0°方向和管底D点0°方向的 两对引出导线分别连接在仪器后面板上同一通道的A、B号和B、C号 接线孔内。
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。
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。
弯扭组合变形的主应力测定-2010年秋
tan 2α 0 = −2τ n / σ M
D点
⎛ −σ M ⎞ σ1 − σ M 2 = ± ⎜ ⎟ + (− τ n ) σ3 2 ⎝ 2 ⎠
2
tan 2α 0 = −2(− τ n ) / (− σ M )
2、分析产生误差的主要原因。 相对误差 = 七、数据处理 附表 1 圆筒的尺寸和有关参数 a = 250 mm 弹性模量 E = 71 GPa L = 300 mm 泊 松 比 μ = 0.32 D = 40 mm 内 径 d = 34 mm 附表 2 数据表格 应 变载荷 100N 200N 300N 400N 平均值 实验值 理论值 0°应变计 ε0 Δε0 45°应变计 ε45 Δε45 -45°应变计 ε-45 Δε-45 实验值 − 理论值 × 100% 理论值
y c b
y
αc
a
+45D
αb αa
o
x
−45D
o
x
图1
图2
⎧ε a = ε x cos 2 α a + ε y sin 2 α a − γ xy sin α a cos α a ⎪ ⎪ 2 2 ⎨ε b = ε x cos α b + ε y sin α b − γ xy sin α b cos α b ⎪ 2 2 ⎪ ⎩ε c = ε x cos α c + ε y sin α c − γ xy sin α c cos α c
⎧ε x = ε 0D ⎪ ⎨ε y = ε 45D − ε 0D + ε −45D ⎪ ⎩γ xy = ε −45D − ε 45D
主应变公式为
（2）
⎧ε1 ε x + ε y 1 2 (ε x − ε y )2 + γ xy ± ⎨ = 2 2 ⎩ε 3
材料力学实验教学7弯扭组合主应力电测实验实验报告
主应力值
（MN/m2）
实验值
理论值
误差（%）
被测点位置
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
σ1
σ2
φ
（六）问题讨论
（1）二向应力状态下，主应力方向已知的情况时用测定主应变，其布片Байду номын сангаас置沿方向。
（2）二向应力状态下，主应力方向未知时用首先测量出方向的线应变，然后按公式，计算的大小及方向。
成绩
教师签字
日期
载荷
（N）
读数应变εd（με）
A
B
P
△P
ε-45°
ε0°
ε+45°
ε-45°
ε0°
ε+45°
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
100
200
300
400
εd=
表5-3 C、D两点组合变形实验记录
载荷
（N）
读数应变εd（με）
A
B
P
△P
ε-45°
ε0°
ε+45°
ε-45°
ε0°
ε+45°
△εd=
（五）结果处理
弯扭组合主应力电测实验
实验日期：室温：小组成员：
（一）实验目的
（二）实验设备
（三）实验原理
（四）实验记录
表5-1弯扭组合实验试件原始尺寸
材料
弹性模量
E（GPa）
泊松比μ
外圆直径D（mm）
弯扭组合应力实验报告
弯扭组合应力实验报告弯扭组合应力实验报告引言：弯扭组合应力是指在工程中同时受到弯曲和扭转作用的材料或结构所承受的应力。
了解弯扭组合应力的特性对于设计和评估结构的安全性至关重要。
本实验旨在通过对弯扭组合应力的实验研究，探索其应力分布和破坏机制，为工程实践提供有效的参考。
实验设计：本实验采用了一种常见的弯扭组合应力实验装置，包括一个圆柱形试样和两个扭转装置。
试样通过两个扭转装置施加扭转力，并在中间受到弯曲载荷。
我们将通过改变施加的扭转力和弯曲载荷，观察试样的应力分布和破坏模式。
实验步骤：1. 准备工作：清洁试样，确保试样表面没有明显的缺陷和污垢。
2. 安装试样：将试样固定在实验装置上，确保试样的几何形状和位置准确无误。
3. 施加扭转力：通过扭转装置施加一定的扭转力，记录下施加的扭转力大小。
4. 施加弯曲载荷：通过施加一定的弯曲载荷，使试样同时受到弯曲和扭转作用。
5. 记录数据：使用应变计和力传感器等仪器记录试样上的应变和载荷数据。
6. 观察破坏模式：当试样达到破坏点时，观察并记录试样的破坏模式。
实验结果与分析：根据实验数据和观察结果，我们可以得出以下结论：1. 应力分布：在弯扭组合应力下，试样上的应力分布不均匀。
通常情况下，试样的最大应力出现在弯曲和扭转的交界处，这是由于受力方式的不同导致的。
2. 破坏模式：弯扭组合应力下的破坏模式与单一应力作用下的破坏模式有所不同。
试样往往会出现扭转断裂、弯曲断裂或者两者的结合形式。
3. 影响因素：弯扭组合应力的大小和分布受到多种因素的影响，包括试样的几何形状、材料的力学性质以及施加的载荷大小和方向等。
结论：通过本实验的研究，我们对弯扭组合应力有了更深入的了解。
弯扭组合应力的研究对于工程实践具有重要的意义，可以帮助我们更好地设计和评估结构的安全性。
在未来的研究中，我们可以进一步探索不同材料和结构在弯扭组合应力下的响应，并寻找更有效的方法来预测和控制弯扭组合应力的影响。
实验七 圆筒的弯扭组合实验(2016-1版)
σ=M
Wz
τT
=
T Wp
τ FQ
=
FQ
S* z max
Iz(2t)
≈ 2 FQ A
3. 测量与T 对应的切应变 4.测量与FQ 对应的切应变
全桥接法
B
全桥接法
B
R3 R1
选a和c点 A R7 R9 C UO 选a和c点
R3 R1
A
C UO
R9 R7
D
D
τ T +τFQ
UI
τT
τ T τ− FQ
UI
τT
τT
d
τ T τ− FQ
F
τT
R3
R2 a
R1
R6
R5 b
R4
R9
σபைடு நூலகம்
R8 R7
c
R 12
R11 d
R 10
σ
实验4 圆筒的弯扭组合实验
三、实验原理及方法
σ=M
Wz
τT
=
T Wp
τ FQ
=
FQ
S* z max
Iz(2t)
≈ 2 FQ A
2. 测量与M 对应的正应变
l
1/4 桥接法
B
bI a
R5
dI
选b或d点
材料力学实验
圆筒的弯扭组合实验
一、实验目的
1. 学习实验应力分析的基本理论和方法 2. 测量在弯扭组合变形下圆筒表面指定点的主应力大
小和方向 3. 测量在弯扭组合变形下圆筒表面指定点分别与弯矩、
扭矩和剪力对应的应力
实验4 圆筒的弯扭组合实验
二、实验设备和仪器
实验4 圆筒的弯扭组合实验
三、实验原理及方法
弯扭主应力实验报告
弯扭主应力实验报告
《弯扭主应力实验报告》
在材料力学实验中，弯扭主应力实验是一项重要的实验项目，用于研究材料在
受到弯曲和扭转作用时的应力分布和变形情况。
通过这项实验，可以深入了解
材料的力学性能，为工程设计和材料选型提供重要参考。
实验中，首先需要准备一根长条状的试样，然后在试样两端施加弯曲和扭转力，通过测量试样的变形和应力分布情况，来分析材料在受力状态下的性能。
在实
验过程中，需要注意保持试样的稳定性和准确测量各项参数，以确保实验结果
的可靠性和准确性。
通过弯扭主应力实验，可以得出材料在受到弯曲和扭转作用时的应力分布规律
和变形情况，为工程设计和材料选型提供重要参考。
同时，实验结果也可以用
于验证理论模型和计算方法的准确性，为材料力学研究提供实验数据支持。
总之，弯扭主应力实验是一项重要的材料力学实验项目，通过这项实验可以深
入了解材料在受力状态下的性能，为工程设计和材料选型提供重要参考。
希望
通过这篇实验报告，可以让读者对弯扭主应力实验有更深入的了解，为材料力
学研究和工程实践提供有益的参考。
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教师签字
日期
弯扭组合主应力电测实验
实验日期：室温：小组成员：
（一）实验目的
（二）实验设备
（三）实验原理
（四）实验记录
表5-1弯扭组合实验试件原始尺寸
材料
弹性模量
E（GPa）
泊松比μ
外圆直径D（mm）
内圆直径d（mm）
扇形臂L0（mm）
测点距离
L
（mm）
70
0.33
40
34
200
300
表5-2 A、B两点组合变形实验记录
载荷
（N）
读数应变εd（με）
A
B
P
△P
ε-45°
ε0°
ε+45°
ε-45°
ε0°
ε+45°
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
100
200
300
400εd=表来自-3 C、D两点组合变形实验记录
载荷
（N）
读数应变εd（με）
A
B
P
△P
ε-45°
ε0°
ε+45°
ε-45°
ε0°
ε+45°
△εd=
（五）结果处理
表5-4 A、B、C、D各点数据计算结果
主应力值
（MN/m2）
实验值
理论值
误差（%）
被测点位置
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
σ1
σ2
φ
（六）问题讨论
（1）二向应力状态下，主应力方向已知的情况时用测定主应变，其布片位置沿方向。
（2）二向应力状态下，主应力方向未知时用首先测量出方向的线应变，然后按公式，计算的大小及方向。