孔边应力集中系数的测定

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实验4
静态多点应变测量
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2. 应力集中系数 应力集中处最大应力值σmax与适当选取的 基准应力σn之比，定义为应力集中系数。用 ασ表示
max n
式中： σmax----最大应力 σn-------基准应力
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(2)在扣除圆孔的截面y-y上，假设应力是均匀分布的，即取最 小截面上的平均应力作为基准应力，即：
n 0
'
P ( B d )t
max max ( B d )t n P
式中：
B----板的宽度 t-------板的厚度 d-------孔的直径
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对于本实验所用试件： D=20mm, B=60mm
得:
d/B=0.33, 查下图
3.4
' 2.3
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结 束
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三.实验方法和步骤
1. 加载方案的制订 （1）测量试件圆孔处的试件宽度、厚度及圆孔的直径；
（2）测量每片应变计的贴片位置到试件边缘的距离； （3）实验时分四级加载，所加最大载荷不能超过材料的 屈服强度，最大载荷Pmax=A×σs×80%/K，其中 A=(b-d)t， σs=235MPa为材料的屈服强度，K为估计的 孔边应力集中系数，可以按2.4选取。初载荷P0=试验机 量程×0.4%。 Pmax P0 P 每级载荷的增量为： 4
2. 计算五级载荷增量下各点应力的平均值。 3. 按平均值对孔边应力进行曲线拟合。 4.计算对应应于△P的圆孔处截面的理论平均应力△σ理，计 算每个与 △σ理的比值。 5. 计算孔边应力集中系数。
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五. 应力集中问题 1. 定义：
当构件有台阶、沟槽、孔、缺口时，在这些部位的近旁，由于截 面的急剧变化，将产生局部的高应力，应力峰值远大于由基本公式 算得的应力值。这种现象称为应力集中。
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——孔边应力分布及应力集中系数的测定
qo 3qo qo o 3qo qo y
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x -qo qo
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一.实验目的
1.掌握静态多点应变测量的方法； 2. 学习拟订实验加载方案；
3. 学习数据处理及回归分析方法；
4. 按拟订的加载方案逐级加载，在载荷状态栏中输入载荷 值 并采集数据，将数据转换为EXCEL文本形式并保存， 然后 卸载到零。
5.重复步骤3和4，共三次。
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四. 数据处理
1.计算每级增量下的每点的应力△σ=Eε（弹性模量 E=200GPa），观察是否呈线性变化。
3. 基准应力
基准应力的选取不是唯一的，对于图示的中心圆孔板受拉伸时，有两种方式： (1)取远离圆孔处截面上的应力作为基准应力：
P n 0 Bt

max max Bt n P
式中：
B----板的宽度
t-------板的厚度 昆明理工大学工程力学系
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例：
b=60.00mm，d=20.00mm，t=10.00mm,σs=235MPa,则 A=(b-d)t=(60-20)×10.00=400.00mm2，
Pmax=A×σs×80%/K=400.00×235×0.8/2.4=31.3kN,试验机 的量程为100kN，初载荷P0=选用量程×0.4%=0.4kN, 考虑到 试件初始曲率的影响，适当取大一点，取为3kN，则每级载 荷的大小为：
4. 测定孔边应力分布及应力集中系数。
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二.实验设备和器材
1. 已贴片的带孔板状拉伸
2. DH3818静态电阻应变仪及电脑；
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二.实验设备和器材
3.万能材料试 验机
4. 游标卡尺
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Pmax P0 18.8 3 P 3.95kN 4 4
则每级载荷的增量为4kN。
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2. 依次将每片电阻应变计接入DH3818应变仪的AB桥臂， 在 公共补偿桥路的BC桥臂中接入1片温度补偿应变计（可 在另一已贴片的试件中选择1片）。 3. 按实验三操作DH3818应变仪的方法将应变仪调平衡。