薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验心得与体会
薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力心得体会
薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力心得体会
薄壁圆筒在弯扭组合变形下的主应力分析是力学中的一个重要分支，对于结构力学和材料力学的研究都非常重要。
在进行弯扭组合变形下，薄壁圆筒受到了多个方向的载荷力作用，因此会发生主应力的变化。
主应力是薄壁圆筒中应力状态的唯一描述，可以帮助我们进行结构设计和材料选择。
通过对薄壁圆筒的主应力分析，我们可以得出以下几点心得体会：
1. 在进行弯扭组合变形下的主应力分析时，我们一般采用应力分析法和应变能法等方法进行计算。
2. 薄壁圆筒在弯曲和扭转同时作用下，主应力的大小和方向都会发生变化。
在设计结构时，需要考虑这些因素并选择适合的材料。
3. 在进行弯扭组合变形下的主应力分析时，需要考虑载荷的作用方向、强度和变化状态等因素，以便预测薄壁圆筒的变形和破坏情况。
4. 薄壁圆筒在弯扭组合变形下的主应力分析是一项深奥而有挑战性的研究领域，在实践中需要不断的实验验证和理论探索，以便获得更加准确和可靠的结果。
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。
实验六+++薄壁管弯曲、扭转组合应力的测定
实验六薄壁管弯曲、扭转组合应力的测定一、实验目的工程实际中的构件一般处于复杂应力状态下，往往是几种基本变形的组合，要确定这些构件上某点的主应力大小和方向，也就比较复杂，甚至有些复杂的工程结构尚无准确的理论公式可供计算，在这种情况下，常常要借助实验的方法解决，如电测法、光测法等。
本实验的目的是在复合抗力下的应力，应变测定。
包括通过薄壁圆管在弯扭组合作用下其表面任一点主应力大小和方向的测定；薄壁管某截面内弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应变的测定。
1.学习电阻应变仪的使用，学习了解半桥和全桥的组桥技术。
2.通过组桥技术，学习掌握在弯扭组合条件下分离弯曲正应变、扭转剪应变、弯曲剪应变的测量技术。
二、仪器设备1、静态电阻应变仪2、多功能组合实验台三、实验装置实验装置如图3-1所示，它由圆管固定支座1、空心圆管2、固定立柱图3-2 受力简图及几何尺寸3、加载手轮4、荷载传感器5、压头6、扭转力臂7、测力仪8、应变仪9等组成。
实验时顺时针转动加载手轮，传感器和压头使随螺杆套向下移动。
当压头和扭转力臂接触时，传感器受力。
传感器把感受信号输入测力仪，测力仪显示出作用在扭转力臂端点D处的荷载值ΔPo端点作用力ΔP平移到圆管E点上，便可分解成2个力：一个集中力ΔP和一个扭矩Mn=ΔP×a。
这时，空心圆管不仅受到扭矩的作用，同时还受到弯矩的作用，产生弯扭组合变形。
空心圆管材料为不锈钢，外径D=47.20 mm,内径d= 40.7 mm,其受力简图和有关尺寸见图3-2所示。
I-I截面为被测试截面，取图示A、C二个测点，在每个测点上各贴一枚应变花。
四、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、C点均处于平面应力状态。
用电测法测试时，按其主应力方向已知的和未知的，分别采用不同的布片形式。
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，便可测出该点的两个主应变ε1和ε3,进而由广义虎克定律计算出主应力σ1和σ3：σ1=(ε1+με3) ，σ3=(ε3+με1)2、主应力方向未知由于主应力方向未知，故主应变方向也未知。
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,其强度条件就是。
计算当量应力，首先要确定主应力,而主应力得方向就是未知得，所以不能直接测量主应力.通过测定三个不同方向得应变,计算主应变,最后计算出主应力得大小与方向.本实验测定应变得三个方向分别就是-45°、0°与45°.实验目得与要求:１、用电法测定平面应力状态下一点得主应力得大小与方向2、进一步熟悉电阻应变仪得使用,学会1/4桥法测应变得实验方法设计思路：为了测量圆管得应力大小与方向，在圆管某一截面得管顶Ｂ点、管底D点各粘贴一个４５°应变花,测得圆管顶B点得-45°、0°与４5°三个方向得线应变、、.应变花得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__________________ 122 4545450450 2()2()() 2(1)2(1)E Eσεεεεεεσμμ--+⎫=±-+-⎬-+⎭实实方向2、理论计算主应力３、误差实验过程１、测量试件尺寸、力臂长度与测点距力臂得距离,确定试件有关参数.附表1 2、拟定加载方案。
先选取适当得初载荷P 0（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 ,记下各点应变得初始读数；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得应变值，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。
6、实验装置中，圆筒得管壁很薄，为避免损坏装置,注意切勿超载，不能用力扳动圆筒得自由端与力臂。
薄壁圆筒弯扭作用下内力与应力的测定
μ= 0128
p0 = 80 N p n = 400 N
2) 估算试件的承载能力 , 并确定试验的初载
p0 ,末载 pn .
3) 单壁测量电阻应变仪的应变值 ,每枚电阻片
阻改变 ,电阻应变仪将应变片的电阻变化转换成电 信号并放大 ,然后显示出由应变值换算而成的应力 [2 ] 值 ,达到对构件进行实验应力分析的目的 . 112 实验仪器 见图 1.
1 实验原理 、 仪器和方法
111 实验原理
被测构件表面用专用粘结剂将电阻应变片粘 贴后 ,应变片因感受到被测点的应变而使自身的电
薄壁圆筒弯扭作用下内力与应力的测定
耿 皓
( 哈尔滨商业大学 土木与制冷工程学院 ,黑龙江 哈尔滨 150028)
摘 要 : 介绍了应变电测法在实验应力分析中的优越性 ,阐述了采用电测技术测量薄壁圆筒在弯扭组 合作用下应力与内力的实验方法 ; 对被测截面的应力和应变进行分析 ,用理论结果证明了该方法测试 效果的可靠性 . 关键词 : 电测法 ; 弯扭组合 ; 应力 ; 电阻应变仪 ; 被测截面 中图分类号 :O348 文献标识码 :A 文章编号 :1672 - 0946 (2006) 01 - 0105 - 03
a1 上表面电阻片分布 b1 下表面电阻片分布
图2 电阻片布置方式
至少重复加 、 卸载两次 ,以保证数据可靠稳定 . 4) 采用半桥测量方式分别测出与弯矩 、 扭转有
为保证数据的精确性 ,每个被测量点均测量两 次 ,并取其平均值做为被测量点的应变值见表 2.
表2 测定的应变值
薄壁圆筒弯扭组合应力实验
实验六 弯扭组合应力测定试验一、实验目的1．测定薄壁圆筒弯、扭组合变形时的表面一点处的主应力大小和方向，并与理论值进行比较。
2．进一步熟悉电阻应变仪及预调平衡箱的使用方法。
二、实验原理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的大小和方向。
首先要测量该点处的应变，确定该点处的主应变ε1，ε3，的大小和方向，然后利用广义虎克定律算得一点处的主应力σ1，σ3。
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,y 两个相互垂直方向的三个应变分量εx ，εy ，γxy 。
由于在实验中测量剪应变很困难。
而用应变计（如电阻应变片）测量线应变比较简便，所以通常采用测一点处沿x 轴成三个不同且已知夹角的线应变εa ，εb ，εc ，见图6-1（a ）。
⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-+=-+=-+=c c xy c y c x c b b xy b y b x b a a xy a y a x a ααγαεαεεααγαεαεεααγαεαεεcos sin sin cos cos sin sin cos cos sin sin cos 222222 (6-1)图6-1（a ） 图6-2（b ）为了简化计算，实际上采用互成特殊角的三片应变片组成的应变花，中间的应变片与X 轴成0°，另外两个应变片则分别与X 轴成±45°角见图6-3。
用电阻应变仪分别测得圆筒变形后应变花的三个应变值，即ε0°，ε45°，ε-45°。
由方程组（6-1）得应变分量︒︒-︒-︒︒︒-=+-==4545450450εεγεεεεεεxy y x （6-2） 主应变公式为()2213212xy y xyx γεεεεε+-±+=（6-3）将（6-2）式代入（6-3）式得：()()24502045454513222︒︒︒︒-︒︒--+-±+=εεεεεεε （6-4）YcbaXαaαbαc XY+45°-45°主应变的方向︒-︒︒︒-︒---=--=454504545022εεεεεεεαyx xyr tg （6-5）求得主应变以后，可根据主应力与主应变关系的广义虎克定律计算得到主应力()()1323312111μεεμσμεεμσ+-=+-=EE（6-6）公式（6-4），（6-5）就是用直角应变花测量一点处的主应变及主方向的理论依据，由（6-2）式得出两个α值，即α与90°+α，一个方向对应着εmax ，另一个方向对应着εmin 。
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。
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。
应力试验工作总结
应力试验工作总结应力试验是一种常见的工程测试方法，用于评估材料或结构在不同应力条件下的性能和稳定性。
在进行应力试验工作时，需要严格遵守操作规程和安全标准，以确保测试结果的准确性和可靠性。
以下是我对应力试验工作的总结和体会。
首先，进行应力试验前需要对测试设备进行严格的检查和校准，确保设备的正常运行和准确性。
在进行试验过程中，需要严格控制试验条件，包括温度、湿度、加载速度等因素，以保证测试结果的可比性和准确性。
其次，应力试验过程中需要严格遵守操作规程和安全标准，确保操作人员和设备的安全。
在进行试验操作时，需要注意操作技巧和步骤，避免操作失误导致的意外事故。
同时，需要配备必要的安全防护设备，如安全帽、护目镜、手套等，以保护操作人员的安全。
另外，应力试验的数据处理和分析也是非常重要的一环。
在进行试验后，需要对测试数据进行及时和准确的处理和分析，得出测试结果并进行合理的解释。
同时，需要对测试数据进行统计分析，评估试验结果的可靠性和稳定性。
最后，应力试验工作需要密切配合相关部门和人员，确保工作的顺利进行和结果的准确可靠。
在进行试验前，需要与相关部门和人员进行充分的沟通和协调，明确试验的目的和要求。
在试验过程中，需要及时和相关人员进行沟通和交流，解决试验中遇到的问题和困难。
总的来说，应力试验工作需要严格遵守操作规程和安全标准，确保测试结果的准确性和可靠性。
同时，需要注意试验过程中的数据处理和分析，确保测试结果的科学性和可靠性。
通过对应力试验工作的总结和体会，我相信在今后的工作中能够更加严谨和专业地进行应力试验工作，为工程项目的安全和稳定性提供可靠的数据支持。
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μμH H E E --=1)1(0a （5-1） μμμH H --=1a （5-2） 式中：E 、μ——分别为薄壁圆筒材料的弹性模量和泊松比；μ0——应变片灵敏系数标定梁材料的泊松比。
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。
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。
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。
试验三薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定
4．根据加载方案，调整好实验加载装置。 5．加载。均匀缓慢加载至初载荷 P0，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。 6．作完实验后，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。 7．实验装置中，圆筒的管壁很薄，为避免损坏装置，注意切勿超载， 不能用力扳动圆筒的自由端和力臂。 附表 1 （试件相关数据） 圆筒的尺寸和有关参数 计算长度 外 内 载荷 （N） 电 阻 应 变 仪 读 数 45° 径 径 L= D= a= P △P ε △ ε 平均值 0 ε △ ε 平均值 ε -45° △ ε 平均值 八、实验结果处理 1．主应力及方向 m 或 mˊ点实测值主应力及方向计算： 70 40 d = 35 mm mm mm mm 70 140 70 210 70 280 70 350 70 420 弹性模量 E = 210 泊 松 比 μ = 0.26 电阻应变片灵敏系数 K= 2.06 GPa 附表 2（实验数 据）m 点三个方向 线应变
σx =
τn =
式中
M WZ
Mn WT
M — 弯矩，M = P·L Mn — 扭矩，Mn = P·a Wz — 抗弯截面模量，对空心圆筒： WZ =
πD 3
d [1 − ( ) 4 ] 32 D d [1 − ( ) 4 ] D 16
WT — 抗扭截面模量，对空心圆筒： WT = W 由二向应力状态分析可得到主应力及其方向
tg 2a 0 = (ε 45° − ε − 45° ) /(2ε 0° − ε − 45° − ε 45° )
六、实验方案设计： a：半桥接法单臂工作，温度互补 b：半桥接法邻臂工作，温度互补 c：全桥接法对臂工作，温度互补 d：半桥接法双臂工作，温度互补 七、实验步骤： 1.设计好本实验所需的各类数据表格 2．测量试件尺寸、加力臂的长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。附表 1 将薄壁圆筒上的应变片按不同测试要求接到仪器上，组成不同的测量电桥。调整好仪器，检查整个测试系 统是否处于正常工作状态。 3.加载方案。先选取适当的初载荷 P0（一般取 P0 =10％Pmax 左右） ，估算 Pmax（该实验载荷范围 Pmax ≤700N） ，分 4～6 级加载。
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 || 30 | 0.68 | 0.90 | 21.57 | 82.48 || 40 | 0.94 | 1.20 | 28.76 | 109.97 || 50 | 1.19 | 1.50 | 35.95 | 137.46 || 60 | 1.45 | 1.80 | 43.13 | 164.95 |第四部分：实验分析从表1的实验数据可以看出，圆管材料的弯曲变形量随着实验角度的增加而逐渐增加，扭转变形量也随着实验角度的增加而逐渐增大，弯曲应变随着实验角度的增加而逐渐增加，而扭转应变也随着实验角度的增加而逐渐增大。
5实验报告-薄壁圆管的弯扭组合实验
图5-3b点的应力状态图5-4主应力测量接线图
选择横截面 上的 、 两点进行测量， 点的应力状态如图5-3所示，根据理论分析可知，b点正应力为：
式中：弯矩 ；抗弯截面系数 ； ； 为薄壁圆管的外径； 为薄壁圆管内径。
扭转切应力为：
式中：抗扭截面系数 。
所以，b点主应力大小和方向的理论计算式为：
如图5—2所示，在园管的I—I截面A、B、C、D点各贴有一个直角应变花，每个应变花可测出该点沿3个不同方向的线应变值，在电阻应变仪中选择六个通道，按半桥接法将 、 两点的两个应变花的每个应变片 ～ 、 ～ 分别接入电阻应变仪上所选的六个通道的 、 端；将一个共用的温度补偿片接入电阻应变仪的后面板公共补偿端，形成如图4-4所示的六个测量电桥电路。
材料力学弯曲正应力电测实验实验报告
日期年月日指导教师：实验室温度℃
学院：专业班级：姓名：学号：
同组人：
备注：请用A3纸双面打印
一、实验目的
1.了解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薄壁圆管表面指定点的主应力大小和方向。
二、实验设备和仪器
1.CLDS-2000型材料力学多功能实验台。
装置尺寸：圆管外径D= mm ，圆管内径d= mm，测点位置 = mm，
加载臂长s= mm
主应力
测点
理论值
实验值
误差
理论值
d
表1薄壁圆管弯扭组合实验的数据记录与计算（测量应变）
应变/
载荷/
方向
方向
方向
读数
增量
读数
增量
读数
增量
读数
增量
b点
实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定#参考资料
实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定#参考资料本实验采用薄壁圆筒受弯扭组合变形的试验模型，探讨薄壁圆筒在弯扭组合变形下的主应力变化规律。
实验原理有：首先，根据材料的屈服条件，可以推测出工作区的主应力方向；其次，利用本构方程，对材料的变形和应力变化进行分析；最后，利用X射线衍射实验和材料本身的弹性伸长角实验，验证试验解。
通过以上实验可以更好地理解薄壁圆筒在弯扭组合变形过程中的各项参数影响，从而更好地控制材料的力学性能。
实验设备首先是由薄壁圆筒，回转块组成的复合弯曲扭综合试验台，位于该试验台前部的一个分控电路组。
该分控组起到了驱动弯扭组合变形试验台的作用，与计算机分析系统信号连接，实现实时数据采集、分析和显示功能。
实验中，弯曲扭组合试验台主要是通过弯曲试样在工作台上产生横向扭转变形来对材料参数进行测试。
后部的拉力计安装在试验台上，可以对弯曲扭组合试验台上试样所产生的拉力参数进行测量，从而推算出试样材料在拉伸扭转变形过程中的非线性本构参数。
在弯扭组合试验中，可以通过测量薄壁圆筒的主应力和变形来验证本构方程的正确性和准确性。
测量薄壁圆筒的变形值，可以通过立体视觉系统，使用视觉来拍摄变形的图像，并测量图像上的形状变化。
进而通过真实的变形值与本构方程的预测值进行比较，来判断本构方程的准确性。
除此之外，可以利用X射线衍射实验和材料本身的弹性伸长角实验来验证本构方程解的成立性，并验证其主应力曲线的正确性。
实验结果表明，薄壁圆筒的拉伸扭转变形过程中，出现非线性的主应力曲线变化，主要表现在扭转角度较小时，薄壁圆筒具有明显的屈服区，屈服强度值在试验过程中提高；随着拉伸扭转角度的增加，屈服强度和屈服区都在不断增强；随着拉伸扭转角度越来越大，屈服强度值变化越来越小；在极限区，薄壁圆筒的主应力会出现波动，从而形成具有有限解析性的主应力随时间变化的曲线。
实验结果也证明，薄壁圆筒的拉伸扭转变形参数与主应力变化有密切关系，这对于对材料参数的测试和优化，调整材料的力学性能具有重要意义。
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薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验心得与体会
薄壁圆筒在弯扭组合变形下的主应力测定实验是一项重要的力学实验，通过该实验可以研究薄壁圆筒材料在扭转和挠曲作用下的主应力分布规律。
在进行实验过程中，我深刻体会到以下几点：
首先，实验前需要准备完善的实验设备，包括圆筒夹持装置、力传感器、测力仪等。
这些设备的选择和使用对实验结果的准确性有着关键的影响。
在选择实验设备时，需要注意其测量范围、测量精度和稳定性等因素。
其次，实验操作过程中需要注意严格的操作流程和规范。
在夹持圆筒时，要确保夹持力均匀，避免对圆筒造成额外的变形和应力集中。
在施加载荷时，需要逐渐增加载荷，并记录下相应的位移和载荷数值。
同时，要避免短时间内施加过大的载荷，以免对圆筒材料产生破坏。
第三，数据处理和结果分析是实验的重要环节。
通过测量得到的载荷和位移数据，可以计算出圆筒在不同位置的应变和应力值。
进一步，可以通过应力分布的分析得到主应力分布的规律，并与理论分析进行对比。
在数据处理过程中，需要注意误差的分析和排除，确保实验结果的准确性和可靠性。
最后，实验结果的分析和讨论对于深入理解薄壁圆筒在弯扭组合变形下的主应力分布规律具有重要意义。
通过对实验结果的分析，可以对薄壁圆筒材料的力学性能有更深入的认识，为相
关工程设计和实际应用提供参考依据。
总的来说，薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验是一项复杂而有意义的实验，通过实验操作和数据处理，可以深入了解圆筒材料力学性能的变化规律，为实际应用提供理论依据和工程设计指导。