弯扭组合实验

B
s
t
R10 D R11
R12
R7 C R8
R9
R4 B R5
R6 R1 A R2 R3
A、B、C、D四点 各贴45o、0o、45o 应变花
约定蓝线应变片 为45o ，白线为 0o ，绿线为45o
薄壁圆筒的弯扭组合变形
3．平面应力状态分析
s 3 t
B C
A D
A t tQ tT
A t tQ tT s1 t
2．弯矩、扭矩及剪力各自引
B
起的应力的测量 1)由于电桥特性均可以自补偿，
B0o
R5
D0o
R11
不需要温度补偿片；
A
C
2)弯矩M对应的正应力测量：
取上下 B、D两点0°方向的应变片
D
接成半桥线路
( R5 R11 ) M t M t 2 M
实验值：s M
E M
E
2
理论值：s M
3）卸掉荷载，关掉电源，拆线；
薄壁圆筒的弯扭组合变形
5)理论值(以B点为例)：
Fra Baidu bibliotek
t
s
B
s
t
内力: 应力:
平面应力状态主应力大小及方向：
M TB
B Fl Fa
s
t
MB Wz TB
WT
s1
s
3
s
x
s
2
y
s x
s y
2
2
t 2
s
2
s 2 t 2
4
tan 0
2t sx sy
2t s
薄壁圆筒的弯扭组合变形
s 3 t
s 3 t
R3
R7
A t tQ tT
s1 t
C
t tQ tT
AC
R1
R9
T
s1 t
FQ
薄壁圆筒的弯扭组合变形
由胡克定律得
T
1 E
(s 1
s3 )
1 E
[t
T
(t T )]
1
E
tT
1
E
( TG)
1
E
E
2(1
)
T
T
2
T
2 T
2
，t T
G T
E 4(1 )
s 3 t T
t tT
s1 tT
薄壁圆筒的弯扭组合变形
三、试验原理
1．结构示意图
l I
I a
F
扭矩：T Fa I-I截面内力： 弯矩：M Fl
剪力：FQ F
D d
I-I截面
d 34mm
D 39mm
l
300mm
a 200mm
R
D
d
4
t
D
d
2
E
70GPa
0.33
薄壁圆筒的弯扭组合变形
2．布片示意图
B
C A
D
t
s
2
[1
2
(
45
45
)1
2
( 45 0 )2 ( 0 45 )2 ]
主应力方向：
tan2
(
0
45 45 45 )( 45
0
)
理论值： 主应力大小：
是主应力与圆管
轴线的夹角
主应力方向：
s1
s
3
sx
s
2
y
s
(
x
s
y
)2
t
2
2
tan
20
2t sx s
y
薄壁圆筒的弯扭组合变形
四、试验步骤
1．测A、B、C、D四点主应力大小及方向： 1） A、B、C、D四点共12个应变片分别接入通道1— 通道12的A、B接线柱（各通道的B、B1连接），温度 补偿片接入桥路选择的A、D接线柱，桥路选择的D1、 D2连接； 2） 打开弯扭组合实验装置和应变仪的电源开关，仪 器显示正常后,逆时针加载到50N,对12个应变测量通道 自动平衡，然后分别加载到150N、250N、350N、 450N,记录12个点在各级荷载下的应变值；
实验值：t T
G T
E 4(1
)
理论值：t T
T WT
薄壁圆筒的弯扭组合变形
4)剪力FQ对应的切应变的测量
B
仍取前后A、C两点-45°、 45°方 向四个应变片接成全桥线路，与
A45o
A
R3
3)不同在于R9、R7换位
R9
A45o
R1 C
R7
( R3 R1 R7 R9 )
C45o
C45o
FQ F 2)I-I截面应力增量：
350、450N， △F=100N
理论值：
实验值：
(s M ) M /Wz (t T ) T /WT (t Q ) FQ /(Rt )
(s M )
E M
1 2
E
(t T )
G T
E
41
(t
Q
)
G Q
E
41
D
[(Q T ) (Q T ) (Q T ) (Q T )] 4Q
Q
2 Q
2
，t Q
G Q
E 4(1
)
R3
R7
A CT
实验值：t Q
G Q
E 4(1 )
理论值：t Q
F
Rt
R1
R9 FQ
薄壁圆筒的弯扭组合变形
五、相关理论计算：
1)I-I截面内力增量：
T Fa M Fl
注意：逐级等量加载 50N、150N、250N、
薄壁圆筒的弯扭组合变形
一、试验目的
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、扭矩和剪力所引起的应力，并与理论值进行比 较；
3．进一步熟悉电测法基本原理和电阻应变仪使用。
二、试验仪器
1．弯扭组合实验装置； 2．XL2118C型静态数字电阻应变仪。
B
s sM t tT
s1
s
3
sx
s
2
y
s
x
2
s
y
2
t
2
C
t tQ tT
tan
20
s
2t x s
y
D
s sM A点：s x 0、s y 0，所以
t tT
s1 t、s 3 t、0 45
薄壁圆筒的弯扭组合变形
4）数据计算：(主应力大小及方向) 实验值： 主应力大小：
s s
1 3
1E
M WZ
薄壁圆筒的弯扭组合变形
3)扭矩T对应的切应变测量
取前后A、C两点-45°、 45°方向 四个应变片接成全桥线路
B
A45o
R3 A
A45o
R1 C
( R3 R1 R9 R7 )
R7
C 45 o
R9
C 45 o
D
[(Q T ) (Q T ) (Q T ) (Q T )] 4T