弯心及扭转切应力的测量
合集下载
相关主题
- 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)。
图 2 上翼缘中点的单元体受力分析及 K 截面应力分布
五.实验方案
贴片方案:在K截面腹板及上下翼缘内外表面选取3对测点(A,B,C), 在每一对测点内外 表面沿±45°粘贴4枚应变片,应变片粘贴位置及编号见图3。 组桥方案:A 点按图 4(a)所示,B、C 两点按图 4(b)所示,组成全桥。
图3
图4
Q
Q
9
10
Q
T
如图 4 组桥,可以消除 T 以外的应变分量, d =4 T , 纯扭转时,
E d E T ,整理得: 4(1 ) 1
六.实验步骤
1. 打开仪器,选择全桥接线,选择灵敏系数 K=2.14。 2. 将 A 点的应变片按图 4(a),B、C 两点的应变片按图 4(b)连接至应变仪通道上。 3. 外载荷作用于距腹板中心左侧 16mm 处,即-16mm 处。 4. 预加 50N 初始载荷,将应变仪各测量通道置零。 5.分级加载,每级 100N,加至 450N,记录各级载荷作用下对应位置 B 的应变仪的通道 读数。 6. 卸载至 50N,检查应变仪各测量通道是否为零,若误差过大,则数据视为无效。 7. 以腹板中点为原点,外载荷分别作用于-12mm、-8mm、-4mm、0mm、4mm、8mm、12mm、 16mm 处,重复步骤 4、5、6,记录位置 B 的应变仪数据。其中,外载荷位于 8mm 处时,分别 记录对应于 A、B、C 位置的应变仪通道读数,以求出此三处位置的扭转切应力。 8. 实验结束后,整理仪器。
1 I t 1.12 hi i3 =1.24×10³ mm 4 3
T 100 16.18 4 5.22Mpa It 1.24 10 3
2 i
表2 应变 ( ) 载荷(N) F 50 150 250 350 450 平均 d 100 100 100 100 位置 A B C
F
d
d
d
d
d
d
E d 4(1 )
Mpa Mpa Mpa
A: = B: = C: =
八.理论值计算
e
Z
X
Z
四.实验原理
槽型截面梁实验装置如图 a 所示,由主架 1、槽型截面梁 2、支座 3、加载点调节系统 4 和 5、加载系统 6、传感器 7、测力仪 8 等组成。试验时,通过对加载点的调节,改变载荷
的受力位置,由加载系统加载外载荷,传感器受力,将信号传递给测力仪,此时,测力仪现 实的数值即为作用在槽型梁上的外载荷,使槽型梁产生弯扭变形。 当外载荷位置位于弯心处,槽型梁的扭转切应变理论上应该为零。移动外载荷位置,通 过±45°应变片值可以求出扭转切应变,以求出弯心位置。
图1
三.实验设备基本参数
1. 槽型梁材料参数 LY12 铝合金: 弹性模量 E=77GPa 泊松比 =0.33 屈服极限应力=270MPa 安全系数 n = 2 2. 槽型梁几何尺寸 48244mm ;长度为 300+30=330mm ; 加载点距根部距离为:330mm 3. 限制载荷 最大载荷 F《600N Y
七.实验数据记录及处理
表1 应变 ( ) 载荷(N) 位置 (mm)
-16
-12
-8
-4
F 50 150 250 350 450
F
d
d
d
d
d
d
Biblioteka Baidu
d
d
100 100 100 100
平均 d 附表 1 应变 ( ) 载荷(N) 位置 (mm)
0
4
8
12
各测点应变分析:
Q
T
M
t
1
A
Q
T
T
M
t t t t t t t t t t
2
3
Q
’ Q
M
’ M ’ M ’ M ’ M
T
T
T
4
B
’
Q
5
’ Q
6 7
8
C
’
Q
T T
T T
Q
M M M M
F 50 150 250 350 450
F
d
d
d
d
d
d
d
d
100 100 100 100
平均 d 用最小二乘法拟合数据, : d 与 x 为一次线性关系 弯心坐标(原点位于腹板中点) :
x
x x y y x n x y y x
i i i i i i i i
1. 弯心坐标的理论值计算:
x0
h 2 b 2 ,其中 b=22mm,h=44mm, =4mm 4I z
5 4
由此计算出 I z 1.145 10 mm ,可求得弯心位于腹板中心左侧 8.18mm 处。 2. 扭转切应力的理论值计算: 根据开口薄壁杆件的自由扭转理论, 开口薄壁杆件自由扭转有类似圆轴扭转的近似表达 式:
槽型梁弯心及扭转切应力测定实验
SQ1001804A004 李扬
一.实验目的
1.测定 C 型梁某截面弯心及上下翼外表面中点和腹板外侧中点的扭转切应力。 2. 学习如何将理论分析、数值计算与实验研究结合起来解决实际问题。 3. 学习如何表述研究成果,思考理论分析与实验研究各自的特点。
二.实验仪器和设备
1.贴有若干应变片的槽型截面梁实验装置 1 台,见图 1。 2.静态数字电阻应变仪 1 台。