材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(最新)_圖文

1、 實(shí)驗(yàn)四 彎扭組合作用下薄壁圓筒的應(yīng)力測(cè)定 NPU-1626 彎扭組合實(shí)驗(yàn)裝置 一、概述 NPU-1626 彎扭組合實(shí)驗(yàn)裝置是西北工業(yè)大學(xué)在“國(guó)家基礎(chǔ)力學(xué)教學(xué)基地” 建設(shè)項(xiàng)目中自行研制和開(kāi)發(fā)的 15 種類型力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置之一。在復(fù)雜受載情 況下，測(cè)定構(gòu)件某一點(diǎn)的主應(yīng)力和主方向，進(jìn)而進(jìn)行強(qiáng)度分析，是工程中經(jīng)常遇 到的問(wèn)題。此外，單獨(dú)測(cè)出處于組合變形情況下構(gòu)件截面上的某一個(gè)內(nèi)力，對(duì)于 分析或調(diào)整構(gòu)件的受力也是必要的。 該裝置以工程實(shí)際中廣泛使用的薄壁圓筒為 對(duì)象， 采用絲杠手輪加力， 傳感器測(cè)力， 數(shù)字式測(cè)力儀顯示力值， 結(jié)構(gòu)精巧實(shí)用， 測(cè)量精度高，操作方便、可靠，所能開(kāi)出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有： 1.測(cè)

2、定薄壁圓筒四個(gè)指定點(diǎn)上的主應(yīng)力大小和主方向，并與理論值比較； 2.測(cè)定材料的彈性常數(shù) E 、 G 、。(選作 二、組成 圖 1 NPU 一 1626 彎扭組合實(shí)驗(yàn)裝置 1. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架：薄壁圓筒；臺(tái)座；絲杠手輪加力裝置； 2.力傳感器； 3.SCLY- 數(shù)字式測(cè)力儀； 4.防護(hù)處理的應(yīng)變片； 5.兩臺(tái) JDY-型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀； 6.鋼木結(jié)構(gòu)工作臺(tái)。 三、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定薄壁圓筒四個(gè)指定點(diǎn)上的主應(yīng)力大小和主方向，并與理論值比較； 2 實(shí)驗(yàn)裝置和儀器 1） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架； 2） 力傳感器； 3） SCLY-數(shù)字式測(cè)力儀； 4）防護(hù)處理的應(yīng)變片； 5） 2 臺(tái) JDY-型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。

3、3.實(shí)驗(yàn)原理和方法 薄壁圓筒彎扭組合實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1 所示。圓管試件的一端固定在支座上， 另一端通過(guò)直角拐臂、 鋼絲繩和手輪施加載荷。 手輪下的力傳感器與數(shù)字式測(cè)力 儀連接，可測(cè)出施加載荷的大小。在試件的統(tǒng)一橫截面上貼有 4 枚應(yīng)變花，貼 片位置見(jiàn)圖 2 。各應(yīng)變片的實(shí)測(cè)應(yīng)變值由靜態(tài)電阻應(yīng)變儀讀出。 圖 2 貼片位置(A,B,C,D圖 圓筒橫截面上的內(nèi)力如圖 3 (a所示，內(nèi)力為：T-扭矩， M-彎矩,FQ-剪力 (a (b 圖 3 圓軸橫截面上的內(nèi)力及應(yīng)變片黏貼方位圖 筒壁上任一點(diǎn)均為復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)， 且主方向未知。 為了測(cè)出主應(yīng)力和主方向， 在各測(cè)點(diǎn)貼上 45 度應(yīng)變花。圖 3（b）為應(yīng)變花

4、黏貼方位圖。 由材料力學(xué)可知，圓筒表面上的任意的主應(yīng)變?yōu)椋?e 1 e 45 + e 45 2 = ± (e 45 e 0 2 + (e 0 e 45 2 e3 2 2 0 0 0 0 0 0 主應(yīng)變或主應(yīng)力方向?yàn)椋?a 0 = arctan e 45 e 45 2e 0 e 45 e 45 0 0 0 0 0 由廣義胡克定律，可求得主應(yīng)力大小為： E s = (e 1 + me 2 1 1 m 2 E s 3 = (e 3 + me 1 1 m 2 以上關(guān)系可查閱有關(guān)材料力學(xué)理論。 4.實(shí)驗(yàn)步驟 l ）測(cè)量圓筒試件的外徑 D 、內(nèi)徑 d 、直角拐臂長(zhǎng)度 L 和所測(cè)截面到直 角拐臂的距離 a ； 2 ）根據(jù)引線的編組和顏色，仔細(xì)識(shí)別引線與應(yīng)變片的對(duì)應(yīng)關(guān)系，按照單臂 橋的接法接入應(yīng)變儀； 3 ）接通應(yīng)變儀和測(cè)力儀電源，按照使用說(shuō)明書(shū)分別校正和調(diào)零； 4 ）通過(guò)加載手輪施加一定的載荷，逐點(diǎn)檢測(cè)個(gè)各測(cè)點(diǎn)（也可只測(cè)某 2 個(gè) 點(diǎn)）應(yīng)變花 3 個(gè)應(yīng)變片的應(yīng)變值 e 450 , e 00 , e 450 ，求出該測(cè)點(diǎn)主應(yīng)力及其主方向； 5 ）卸去載荷，檢查數(shù)據(jù)，恢復(fù)儀器。 5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 1 ）按理論解計(jì)算 A B C D 各點(diǎn)的應(yīng)力分量與主應(yīng)力； 2 ）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算 A B C D 各點(diǎn)的主應(yīng)力和主方向； 3 ）比較其誤差。 6 注意事項(xiàng)