弯扭组合变形试验

四、实验原理与方法
主应力实验
1、主应力大小和方向的测定 则主应变为
1,2
x
y 2
x
2
y
2
xy 2
2
由 得广到义圆虎管克B点定主律应得力tg的2大0小 和 方x向xy计y 算公式
1
1
E
2
1
2
2
E 1 2
2
1
1,2
E
45 45 2 1
21
2
2
2
0 45 00 45
xy 45 45
G xy
E
21
45
45
主应力实验
3、扭矩产生的应力大小的测定 a、测量电桥连接：全桥连接 b、灵敏系数设定 c、测量电桥预调平衡 d、进行实验。
B点45°
B点-45°
K仪 仪 K 1 2 3 4
xy
45
45
1 2
仪
D点-45°
D点45°
主应力实验
PL
D3(1 4 )
32
xy
T Wn
Pa
D3(1 4 )
16
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 和应变仪读数值
关系为
所以，弯矩产生的应力实测值为w
仪
b、理论值的计算
w
0
1 2
仪
w
E
w
1 2
E
仪
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 扭矩产生的应变 和应变仪读数
关系为
xy 所以，实测值为
仪
b、理论值的计算
xy
45
45
1 2
仪
E
2(1 )
45
45
E
4 1
仪
Pa Wn
4、实测值与理论值的比较 分别计算各项应力和角度的实测值与理论值的相对误差。
主应力实验
六、实验报告要求 1、实验报告原理部分必须绘出实验装置简图、圆管内力分析图; 2、计算要正确,注意单位； 3、思考题:讨论误差的来源。
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
M F
0 T
0 M 0
EF段 弯矩
EF段 扭矩
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。
主应力实验
七、注意事项 1、预调平衡时，如发现调零困难、数据不稳定，应先从接线是否有误方面检
查; 2、测量电桥连接过程中要区分清楚连接导线的位置和方位; 3、加载时切勿过载; 4、做完实验请拆除导线、卸载,归还螺丝刀。
五、实验数据处理与分析 1、主应力大小和方向的计算 a、实测Байду номын сангаас的计算
b、理论值1,的2 计E算2451
45
21
2
2
2
0 45 00 45
0
1 2
arctg
45 45 20 45 45
1,2
x
2
x
2
2
xy2
0
1 2
arctg
2 xy x
其中，
x
M W
tg 20
45 45 2 0 45 45
主应力实验 1、主应力大小和方向的测定 a、测量电桥连接：工作片为圆管顶部B点的－45°、0°、45°三个方向的应变片,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。
b、设定好灵敏系数； c、测量电桥预调平衡； d、进行实验
R1--- B点－45°方向应变片 R2--- B点0°方向应变片 R3--- B点45°方向应变片
K仪 仪 K 1 2 3 4
四、实验原理与方法
主应力实验
2、弯矩产生的正应力大小测定 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，因此，由弯矩产生的应变大小为
假设材料在x轴方向仅受单向拉应力作用，由虎克定律得实测弯矩大小为
w x 0
w E w E 0
主应力实验
2、弯矩产生的正应力大小测定 a、测量电桥连接：工作片补偿，半桥连接； b、设定好灵敏系数； c、测量电桥预调平衡； d、进行实验。
工作片B点 的0°方向
K仪 仪 K 1 2 3 4
w
0
1 2
仪
工作片D点 0°方向
四、实验原理与方法
主应力实验
3、扭矩产生的剪应力测量 由上面推导知
可得
弯扭组合变形 主应力实验
主应力实验
一、实验目的 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； 在弯扭组合作用下，分别测定由弯矩和扭矩产生的应力值； 进一步熟悉电阻应变仪的使用，学会用全桥、半桥测量应变的实验方法。
主应力实验
二、仪器设备 1、YD-2009型数字式电阻应变仪； 2、弯扭组合变形实验装置。
45°
B
0°
D
-45°
四、实验原理
主应力实验
1、主应力大小和方向的测定
若测得圆管管顶B点的－45°、0°、45°三个方向的线应变为
45、0由、材45 料力学公式
x
y 2
x
y 2
cos 2
1 2
xy
sin 2
可得到关于 x、 y、的 x线y 性方程组：
x 0 y 45 45 0 xy 45 45