實(shí)驗(yàn)四 薄壁圓筒在彎扭組合變形下主應(yīng)力測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)四 薄壁圓筒在彎扭組合變形下主應(yīng)力測(cè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：構(gòu)件在彎扭組合作用下，根據(jù)強(qiáng)度理論，其強(qiáng)度條件是。計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力，首先要確定主應(yīng)力，而主應(yīng)力的方向是未知的，所以不能直接測(cè)量主應(yīng)力。通過測(cè)定三個(gè)不同方向的應(yīng)變，計(jì)算主應(yīng)變，最后計(jì)算出主應(yīng)力的大小和方向。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定應(yīng)變的三個(gè)方向分別是-45°、0°和45°。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：1、用電法測(cè)定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點(diǎn)的主應(yīng)力的大小和方向2、進(jìn)一步熟悉電阻應(yīng)變儀的使用，學(xué)會(huì)1/4橋法測(cè)應(yīng)變的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)思路：為了測(cè)量圓管的應(yīng)力大小和方向，在圓管某一截面的管頂B點(diǎn)、管底D點(diǎn)各粘貼一個(gè)45°應(yīng)變花，測(cè)得圓管頂B點(diǎn)的-45&#

2、176;、0°和45°三個(gè)方向的線應(yīng)變、。應(yīng)變花的粘貼示意圖 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖關(guān)鍵技術(shù)分析：由材料力學(xué)公式：得從以上三式解得主應(yīng)變根據(jù)廣義胡克定律1、實(shí)驗(yàn)得主應(yīng)力大小 方向 2、理論計(jì)算主應(yīng)力3、誤差實(shí)驗(yàn)過程1.測(cè)量試件尺寸、力臂長(zhǎng)度和測(cè)點(diǎn)距力臂的距離，確定試件有關(guān)參數(shù)。附表12.擬定加載方案。先選取適當(dāng)?shù)某踺d荷P0(一般取Po=lOPmax左右)。估算Pmax(該實(shí)驗(yàn)載荷范圍Pmax<400N)，分46級(jí)加載。3根據(jù)加載方案，調(diào)整好實(shí)驗(yàn)加載裝置。4加載。均勻緩慢加載至初載荷Po，記下各點(diǎn)應(yīng)變的初始讀數(shù)；然后分級(jí)等增量加載，每增加一級(jí)載荷，依次記錄各點(diǎn)電阻應(yīng)變片的應(yīng)變值

3、，直到最終載荷。實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)兩次。5作完試驗(yàn)后，卸掉載荷，關(guān)閉電源，整理好所用儀器設(shè)備，清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，將所用儀器設(shè)備復(fù)原，實(shí)驗(yàn)資料交指導(dǎo)教師檢查簽字。6.實(shí)驗(yàn)裝置中，圓筒的管壁很薄，為避免損壞裝置，注意切勿超載，不能用力扳動(dòng)圓筒的自由端和力臂。附表1 (試件相關(guān)數(shù)據(jù))實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理彎扭實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)得主應(yīng)力實(shí)驗(yàn)六 等強(qiáng)度梁彎曲試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：一般情況下，梁內(nèi)不同橫截面的彎矩不同。因而在按最大彎矩所設(shè)計(jì)的等截面梁中，除最大彎矩所在截面，其余截面的材料強(qiáng)度均未得到充分利用。因此，在工程中，常根據(jù)彎矩沿梁軸的變化情況，將梁也相應(yīng)設(shè)計(jì)成變截面的。從彎曲角度考慮，理想的變截面梁，是使所有橫截面上的

4、最大彎曲正應(yīng)力均等于許用應(yīng)力，即要求由此得抗彎截面系數(shù)： 根據(jù)設(shè)計(jì)梁的截面，各個(gè)橫截面具有同樣強(qiáng)度，這種梁稱為等強(qiáng)度梁。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）測(cè)定梁上下表面的應(yīng)力，驗(yàn)證梁的彎曲理論。（2）設(shè)計(jì)寬度不變、高度變化的等強(qiáng)度懸臂梁。設(shè)計(jì)思路：將試件固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上，梁彎曲時(shí)，同一截面上表面產(chǎn)生壓應(yīng)變，下表面產(chǎn)生拉應(yīng)變，上下表面產(chǎn)生的拉壓應(yīng)變絕對(duì)值相等。計(jì)算公式式中： F一梁上所加的載荷; x一載荷作用點(diǎn)到測(cè)試點(diǎn)的距離;E一彈性模量;bx一梁的寬度; h一梁的厚度在梁的上下表面分別粘貼上應(yīng)變片R1、R2；如圖6-1所示，當(dāng)對(duì)梁施加載荷P時(shí)，梁產(chǎn)生彎曲變形，在梁內(nèi)引起應(yīng)力。圖6-1等強(qiáng)度梁外形圖及布片圖

5、關(guān)鍵技術(shù)分析：梁任意截面上的彎矩：根據(jù)梁彎曲正應(yīng)力的計(jì)算公式：根據(jù)胡克定律得梁表面各點(diǎn)的應(yīng)變：理論值與實(shí)驗(yàn)值比較：如果截面寬度b沿梁軸保持不變，得截面高度為：實(shí)驗(yàn)過程1.擬定加載方案。選取適當(dāng)?shù)某踺d荷P0(一般取Po=10Pmax左右)，估算最大載荷Pmax(該實(shí)驗(yàn)載荷范圍100N)，一般分46級(jí)加載。2實(shí)驗(yàn)采用多點(diǎn)測(cè)量中半橋單臂公共補(bǔ)償接線法。將懸臂梁上兩點(diǎn)應(yīng)變片按序號(hào)接到電阻應(yīng)變儀測(cè)試通道上，溫度補(bǔ)償片接電阻應(yīng)變儀公共補(bǔ)償端。3按實(shí)驗(yàn)要求接好線，調(diào)整好儀器，檢查整個(gè)系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。4實(shí)驗(yàn)加載，旋轉(zhuǎn)手輪向拉的方向加載。要均勻慢速加載至初載荷P0。記下各點(diǎn)應(yīng)變片的初讀數(shù)或應(yīng)變與加載力同時(shí)清零；然后逐級(jí)加載，每增加一級(jí)載荷，依次記錄各點(diǎn)電阻應(yīng)變儀的的讀數(shù)，直到最終載荷。實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次。附表1 試件相關(guān)數(shù)據(jù)梁的尺寸和有關(guān)參數(shù)梁的高度h=8mm測(cè)試點(diǎn)的寬度bx= mm載荷作用點(diǎn)到固定點(diǎn)距離x=285mm彈性模量E=206Gpa泊松比=0.28附表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)載荷（N）PP應(yīng)變儀