弯扭组合实验
弯扭组合变形实验(内力素)
弯扭组合变形实验(内力素)变形实验是土木工程、机械结构与力学研究领域中应用广泛的手段之一，用以研究各类受力物体在外力作用下的内力及变形特性的变化。
在这项实验中，我们选取了一种特殊的变形实验，即弯曲扭组合变形实验(内力素)，介绍如下：一、实验目的弯曲扭组合变形实验(内力素)主要用于研究材料在弯曲及扭转时结构上产生的内力与变形情况。
此类实验可以观察材料的强度特性，如材料的刚度、断裂强度特性及扭曲强度特性等，同时也可以帮助我们掌握材料的断裂模式，对设计及使用有较大的指导作用。
二、实验环境弯曲扭组合变形实验(内力素)需要使用相应的设备，其中最重要的是“弯曲扭组合变形实验仪”。
该仪器利用驱动力中心支撑件可搭载一条杆件，将外力施加在杆件上，以此来观察杆件内部的变形及产生的内力。
一次弯曲扭组合变形实验需要对一定大小的杆件、材料板及驱动力中心支撑件等设备进行安装。
三、实验步骤1. 安装杆件：先将杆件安装在驱动力中心支撑件上，然后用螺栓从外部将杆件支撑件固定，使之不受外力影响。
2. 加载实验：将所需外力施加到杆件上，通过驱动力中心支撑件将外力施加到杆件上。
外力的施加通常由步进电机控制。
3. 观测变形：采用轴心变形测量装置或激光测量仪探头来监测杆件的变形情况及内力的变化特点。
4. 结果分析：将获得的现场数据导入计算机进行分析，从而获得杆件内力与变形规律。
四、安全注意1. 操作者必须掌握实验知识，熟悉实验环境和安全注意事项，以减少可能发生的错误。
2. 使用完试验仪器后，应将电源断开以及必要的安全保险，以防事故发生。
3. 实验前，应当将实验杆件清理干净，对弯曲扭组合变形实验仪检查确认无损坏。
4. 建议实验过程中应有多人在场进行指导，以确保操作人员安全。
弯曲扭组合变形实验(内力素)是一种重要的变形实验方法，既可以让我们更好理解材料特性，也可以帮助优化结构设计，是一种十分有用的实验方法。
但是，实验中也有一定的危险性，因此实验中应加强安全注意。
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。
弯扭组合变形实验
x
x
2
M PL 3 W D (1 4 ) 32 其中， T Pa xy Wn D 3 (1 4 ) 16
x
主应力实验
2、弯矩产生的应力大小
a、实测值的计算
弯矩产生的应变
w
和应变仪读数值
1 2
仪
关系为
w 仪
0
所以，弯矩产生的应力实测值为
可得到关于
的线性方程组：
x 0
y
45 45
45
0
xy
45
主应力实验
四、实验原理与方法
1、主应力大小和方向的测定 则主应变为
1,2 x y
2 y xy x 2 2
主应力实验
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 矩M作用外，还受扭矩T的作用，且弯矩M=PL,扭矩 T=Pa。
弯扭组合变形实验装置 E G F
M
0 T 0 M
EF段 扭矩 EF段 弯矩
0
FG段 弯矩
主应力实验
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，通 过应变仪测量圆管在弯扭组合变形时的应变。
w E w E 仪
1 2
b、理论值的计算
w
PL W
主应力实验
3、扭矩产生的应力大小 a、实测值的计算
xy
扭矩产生的应变
和应变仪读数
45
仪
关系为
xy
45
1 仪 2
所以，实测值为
E E 仪 45 45 2(1 ) 4 1
实验6--弯扭组合
材料力学实验
中碳钢空心圆轴试件的主要参数：
横截面设计尺寸： 外径： D 42mm
内径： d 36 mm
图一 弯扭组合实验装置
形成扭矩的力臂：l1 200 mm 形成弯矩的力臂：l2 240 mm
材料弹性常数： E 210GPa
0.28 材料屈服极限： s 360MPa
BUAA
➢ 实验原理与方法
材料力学实验
（一）测定平面应力状态下一点处的主应力大小及主平面的 方位角 弯扭组合承载状况下某一截面处上下两点微体的应力状态：
x
x
x
x
图二 上表面微体的应力状态
图三 下表面微体的应力状态
平面应变状态应变分析公式：
x
y
2
x
y
2
cos 2 xy
2
sin 2
BUAA
应变花的种类及其选取原则 本实验选取0°,±45° 三向应变花,从而可得：
x 00 y 450 450 00 xy 450 450
将此结果代入上面的计算公式整理后可得:
BUAA
材料力学实验
1 E 450 450
2
21
2E
21
tg2 0
450
材料力学实验
如的果应我变们：沿着1三, 个不2，,同然方后3向把贴它上们三代片入应上变面片的并应用变应分变析仪公测式出就其可各以自得 到一个三元一次方程组，从而解得 、 、 x 。 y xy
*注意：应变片方向的选取不能有两片在同一条直线上 平面应变的主应变及其方位角计算公式：
1 x y
2
2
x
y
2
2
xy
2
2
tg0
实验六弯扭组合应力测定实验
实验六弯扭组合应力测定实验一、实验目的1. 理解弯扭组合应力的概念和计算方法；2. 掌握应力测量仪器的使用方法；3. 学会进行弯扭组合应力测量实验。
二、实验原理弯曲和扭转同时作用在同一构件上时，构件上就存在着同时作用的弯矩和扭矩，由此产生的应力称为弯扭组合应力。
弯扭组合应力的计算公式为：τmax=T/(J/2)*r+W/(b*h)其中，τmax为弯扭组合应力，T为扭矩，J为极振系数，r为截面离中心轴的距离，W 为弯矩，b为宽度，h为高度。
三、实验器材1. 弯扭试验机；2. 应变计；3. 测力计；4. 转角计；5. 计算机等。
四、实验流程1. 将试件固定在试验机上，并根据实验要求调整试验机的参数；2. 根据试验要求，在试件上粘贴应变计；3. 用测力计分别测量试件上的弯矩和扭矩；5. 结合试验数据，在计算机上进行弯扭组合应力的计算；6. 根据计算得到的结果，确定试件的最大应力值。
五、实验注意事项1. 在进行试验前，应仔细检查试件和试验机的状态，确保没有任何损伤和故障；2. 试件在安装时必须保持平衡，避免产生偏心或错位；3. 对于应变计的粘贴，应事先了解其粘贴方法和位置，保持粘贴位置的一致性；4. 在进行测力计和转角计测量时，应严格按照操作要求进行；6. 在试验进行过程中，如发现任何异常情况，应及时停止试验，并排查故障及原因。
六、实验结果与分析根据实验测量值和计算值，确定试件的最大应力值，并进行对比分析。
七、实验结论由实验所得到的结果，得出试件的最大应力值。
同时，根据实验得出的数据和对比分析，得到实验结论。
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。
材料力学弯扭组合实验报告
薄壁圆筒的弯扭组合实验姓名 班级 机制（2+2）11（1）班 学号 20113303150一、实验目的1、测定圆筒在弯扭组合变形下一点处的弯矩、扭矩及主应力。
2、进一步熟悉电测法和静态电阻应变仪的使用方法。
二、实验设备和仪器1.弯扭组合变形实验装置。
2.程控静态电阻应变仪。
三、实验原理及方法（一）弯扭圆筒实验装置及布片： 如图2-2-1所示：(a)实验装置示意图 （b ）m 点的应力状态（c ）m ，m ’贴片图 （d ）T 引起45°方向主应力和主应变图2-2-2 弯扭圆筒实验装置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2-2-2（C ）m 点的三个应变为︒-45ε、︒45ε、︒0ε。
则主应变()()20452045454531222︒︒︒︒-︒︒--+-±+=⎭⎬⎫εεεεεεεε （1）主方向 ︒︒-︒︒-︒---=454504545022tan εεεεεα （2）主应力 ()()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+-=+-=1323312111μεεμσμεεμσEE （3） 2、弯距M 测定：（见图（C ））在图（C ）贴片情况下，由弯距引起X 方向的应变为b ε及'b ε，故利用1/4桥接法可得加载时应变仪读数。
0ME Wσε︒===E*（b ε-'b ε）/2 故实测弯距0M E W ε︒==W* E*（b ε-'b ε）/2， ()4432d D DW -=π3、扭距T 测定：（见图（C ）,（d ））根据图（d ）的应力状态分析 τσ=1，τσ-=3，()μτσμσε+=-=1311EEE；同理 ()μτε+-=12E。
由1/4桥接法可得： ︒-45ε、︒45ε，同时 ()111t T E W ετσμ===+ 因而可得 ()t r W E T με+=14 ， )(1644d D DW t -=π四、实验步骤1、以砝码盘加力杆自重作为初载荷0 F ，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1ε、3ε、01α、1σ、3σ。
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。
弯扭组合梁实验
实验四弯扭组合梁实验一、实验目的1．验证薄壁圆管在弯扭组合变形下主应力大小及方向的理论计算公式2．测定圆管在弯扭组合变形下的弯矩和扭矩3．掌握通过桥路的不同连接方案消扭测弯、消弯测扭的方法二、实验设备1.弯扭组合梁的正应力的分布规律实验装置，其装置如图所示。
2.实验梁的安装与调整：该装置用的试件采用无缝钢管制成空心轴，外径D＝55mm，内径d=51mm,E=206Gpa, 如图4-1所示，根据设计要求初载ΔP≥≥0.3KN，终截Pmax≤1.2KN。
图4-1弯扭组合梁实验安装图实验时将7.拉压力传感器安装在8.蜗杆升降机构上拧紧，顶部装上6.钢丝接头。
观察加载中心线是否与扇形加力架相切，如不相切调整1.紧固螺钉（共四个），调整好后用扳手将紧固螺钉拧紧。
将5钢丝一端挂入4.扇形加力杆的凹槽内，摇动4.手轮至适当位置，把钢丝的另一端插入传感器上方的钢丝接头内。
图4-2弯扭组合梁实物图注意：扇形加力杆不与加载中心线相切，将导致实验结果有误差，甚至错误。
3. 实验梁的贴片：注意：1＃片位于梁的上边缘弧面上，2＃片位于梁中轴层上，均为45°应变花如图4-3所示。
图4-3 弯扭组合图贴片三、实验原理主应力的测量1．应变片布置由图4—4可看出，A点单元体承受由M产生的弯曲应力σw 和由扭矩Mt产生的剪应力τ的作用。
B点单元体处于纯剪切状态，其剪应力由扭矩Mt和剪力Q两部分产生。
这些应力可根据下列公式计算。
从上面分析看来，在试件的A点、B点上分别粘贴一个三向应变片如4-6，就可以测出各点的应变值，并进行主应力的计算。
2．主应力的计算图4—5 单元体图图4—6 应变片的布置电阻应变片的应变测量只能沿应变片轴线方向的线应变。
能测得x方向、y方向和45°方向的三个线应变。
为了计算主应力还要利用平面应力状态下的虎克定律和主应力计算公式，即计算中应注意应变片贴片的实际方向，灵活运用此公式。
截面内力的分离测量在工程实践中应变片电测方法不仅广泛用于结构的应变、应力测量，而且也把它当作应变的敏感元件用于各种测力传感器中。
弯扭组合变形实验报告
弯扭组合变形实验报告薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验⼀．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．YJ-4501A/SZ静态数字电阻应变仪。
三．实验原理薄壁圆管受⼒简图如图1所⽰。
薄壁圆管在P⼒作⽤下产⽣弯扭组合变形。
薄壁圆管材料为铝合⾦，其弹性模量E为722GN, 泊松⽐µ为0.33。
m薄壁圆管截图1⾯尺⼨、如图2所⽰。
由材料⼒学分析可知，该截⾯上的内⼒有弯矩、剪⼒和扭矩。
Ⅰ-Ⅰ截⾯现有A、B、C、D四个测点，其应⼒状态如图3所⽰。
每点处已按–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 四．实验内容及⽅法1. 指定点的主应⼒⼤⼩和⽅向的测定薄壁圆管A、B、C、D四个测点，其表⾯都处于平⾯应⼒状态，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。
若测得应变ε-45、ε0、ε45 ，则主应⼒⼤⼩的计算公式为()()()??-+--±++-=--245020454*******1211εεεεµεεµµσσE主应⼒⽅向计算公式为()()04545045452εεεεεεα----=--tg 或 ()45450454522εεεεεα+---=--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只需⽤B 、D 两测点00⽅向的应变⽚组成图5（a ）所⽰半桥线路，就可测得弯矩M 引的正应变 2MdM εε=然后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图5 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⽅向所引起的线应变 4ndn 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⽅向所引起的线应变 4 QdQ εε=由⼴义虎克定律可求得剪⼒Q 引起的剪应⼒ ()214QdQd Q G E εµετ=+=五．实验步骤1. 接通测⼒仪电源，将测⼒仪开关置开。
材料力学4弯扭组合结构载荷识别实验略
弯扭组合结构载荷识别实验
（设计性实验）
弯扭组合结构 —— 载荷识别实验
重庆大学力学实验教学中心
弯扭组合结构载荷识别实验
一、实验目的
1、通过应力应变状态分析，设计测量弯扭组合 构件上未知载荷的方案，实测出载荷。
2、进一步熟悉电测法原理及应用,掌握1/4桥、 半桥、全桥的组桥方法。
由材料力学理论
E 0 .....( 1 ) M .....( 2 )
Wz M Fb .....( 3 )
参考方案2 用扭矩求载荷: 测量扭矩引起
的应变
τ
A
RA 45 0
RA 00
RA 45 0
3
x
1
半接法
RA 45 0
A
B
RA 45 0 C U
D
思考：全桥接法?
利用桥臂正负特性和拉压应变，消除弯矩影响
M
Wz T WT
布片方位
A
B
测 点
RA 45 0
A
RA 00
RA 450
管 轴 线
方
测 点
RB 45 0
向
B
RB 00
RB 450
参考方案1 用弯矩求载荷: 测量弯矩引起
的应变
x
R
Aτ
45 0
A
RA 00
τ R A 45 0
¼ 桥接法
B
RA 00
A
R2
C U
R4
R3
D
U
U 4
(
R
A 00
RA 00
二、实验设备
1、弯扭组合试验装置。 2、静态数字电阻应变仪。 3、电子万能试验机。
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722m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、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 的正应变 2MdM 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 4ndn εε=由广义虎克定律可求得剪力M n 引起的剪应力 ()214ndnd 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 ()214QdQd Q G E εμετ=+=五．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。
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。
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。
弯扭组合结构载荷识别实验闵)
弯扭组合结构载荷识别实验
一、实验目的 1．进一步熟悉电测法原理及应用； ．进一步熟悉电测法原理及应用； 2．通过应力应变状态分析，设计测量弯扭组合构 ．通过应力应变状态分析， 件上未知载荷的方案，实测出载荷； 件上未知载荷的方案，实测出载荷； 3．掌握 桥、半桥、全桥的组桥方法。 ．掌握1/4桥 半桥、全桥的组桥方法。 二、实验设备及仪器 1．弯、扭组合试验装置； ． 扭组合试验装置； 2．静态数字电阻应变仪 ．静态数字电阻应变仪; 3．电子万能试验机。 ．电子万能试验机。
（以上思考题，任选2题） 以上思考题，任选2
15
弯扭组合结构载荷识别实验
六、实验报告要求 1. 实验目的、仪器设备 实验目的、 2. 简述实验原理 3. 设计方案（装置简图、测点应力状态、贴片 设计方案（装置简图、测点应力状态、 方位描述、各方案应变片组桥接线简图） 方位描述、各方案应变片组桥接线简图） 4. 测量原始数据记录 5. 载荷计算方法、公式及过程（保留3位有效 数字） 载荷计算方法、公式及过程（保留 位有效 数字） 6. 思考题
民主湖U盘提取码： 民主湖 盘提取码：6DE8-F2BB-84CF-91D3-EF1F-364F 盘提取码
16
弯扭组合结构载荷识别实验
附原始数据参考记录表
测试项目 组桥方式 组桥简图 初载荷应 变(µε) 末载荷应 变(µε) 实际应变 (µε)
1/4桥 桥 弯 矩 M 半桥
半桥 扭 矩 MT 全桥
4
d 其 α= 中 D
14
弯扭组合结构载荷识别实验
思考题 1. 用弯矩求载荷时，如何利用对称性，可m点和 用弯矩求载荷时，如何利用对称性， 点和 m'点联合组桥？ 点联合组桥？ 2. 用扭矩求载荷时，如何同时利用m点和m‘点达 用扭矩求载荷时，如何同时利用m点和 点和m‘点 到相同的目的？ 到相同的目的？ 3. 用45º片和 片和-45º片，可否利用弯矩求载荷？ 片和 片 可否利用弯矩求载荷？ 4. 如果 构件可以绕 轴旋转 度，还能拟出何 如果AB构件可以绕 轴旋转90度 构件可以绕x轴旋转 种方案？ 种方案？
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
w - 45
T 45
T - 45
45
w 45
45
w 45
n 45
T 45
桥路接法:
根据电桥原理可得：
读 AB BC CD DA
B C
由于相应的桥路接法可知:
读 45 - -45 2
根据广义胡克定律:
n 45
A
45
E E 读 n n 45 -45 . 2 1- 1 2
D
n 45
E 读 n . 1 2
2.其次，单独测量单元正应力也可以用叠加法，如图所示：
+
n n 0 90 w 90 - 0 T T 0 90
W
+
温 度
则有
0
w 0 n 0
T 0
w n T 90 90 90 90
桥路接法：
根据电桥原理:
读 AB BC CD DA
B
A C
按照如图桥路接法测量可得：
读 0 - 90 （ 1 ）
则有：
w 0
E E 读 1
w 0 w 0
w 0w
E w 读 1
3.最后，由已得的 n 和 w ，可根据公式求出A点主应力和主方向:
1 w w 2 n 3 2 2 1 - 2 n 0 arctan 2 n
单元处于平面应力状态。N点的主应力和主方向分别为：
方法一、分别测量应变
0、
45 和
90
代入公式求得主应力和主方向
方法二、利用组合半桥测量 1.首先，单独测量单元剪应力，用叠加法，如下图所示：
温 度
+
由如图的布片方式则有：
+
n 45
-
n - 45
n 45
w 45
T 45
2
实验步骤：
1、测量轴AB的内外直径
d ， d
1
2 ，B至电阻花中央的距离L，B端至C端受力点的距
离 L 等尺寸。
2、根据测量的尺寸，应用第三强度理论，计算试件课承受的最大载荷 及应变仪 的精度，确定加载量，经指导教师统一后再进行加载。 3、按照方法一，测单应片 4、按照方法二，测 n 。
和扭转的组合变形。
弯扭组合受力示意图
M
0
根据受力分析，可以确定A截面是危
x
T
0
险截面，因此取接近A的N点作为应力
状态的测试点。
x
弯矩图与扭矩图
考虑在距B端L处截面D的顶部N点的应力状态
弯曲正应力：
M Wz
扭转剪应力：
T Wp
N点的应力状态
单元体的边长分别平行和垂直于圆轴的轴线，单元的四 边将产生弯曲正应力和扭转剪应力：
弯扭组合变形的测定
实验目的：
通过用电阻应变花测定弯曲组合变形下圆筒表面的主应力大小 和方向，学会电阻应变花测定复杂应力状态的方法。
仪器设备：
1、电子万能试验机； 2、弯扭组合变形试件； 3、静态应变仪； 4、组合试验台。
实验原理：
如图所示的空心原轴AB，在B端固结一垂 直于轴线的横杆BC作为力臂。当在横杆 端部C处施加载荷F后，轴AB将产生弯曲
0、
45 和
90 。
5、按照方法二，测 w 。
6、计算处方法二的主应力和主方向，并与方法一对比，同时将两种方法与理论 值进行比较，分析误差原因。