实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定

实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定实验内容：构件在弯扭组合作用下，根据强度理论，其强度条件是r。计算当量应力r，首先要确定主应力，而主应力的方向是未知的，所以不能直接测量主应力。通过测定三个不同方向的应变，计算主应变，最后计算出主应力的大小和方向。本实验测定应变的三个方向分别是-45°、0°和45°。实验目的与要求：1、用电法测定平面应力状态下一点的主应力的大小和方向2、进一步熟悉电阻应变仪的使用，学会1/4桥法测应变的实验方法设计思路：为了测量圆管的应力大小和方向，在圆管某一截面的管顶B点、管底D点各粘贴一个45°应变花，测得圆管顶B点的-45°、0°和45°三个方向的线应变45、0、45。应变花的粘贴示意图实验装置示意图关键技术分析：由材料力学公式：得从以上三式解得主应变根据广义胡克定律1、实验得主应力大小__________________12245454504502()2()()2(1)2(1)EE实实方向_______________04545045452()/(2)tg实2、理论计算主应力3、误差实验过程1.测量试件尺寸、力臂长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。附表12.拟定加载方案。先选取适当的初载荷P0(一般取Po=lO％Pmax左右)。估算Pmax(该实验载荷范围Pmax400N)，分4～6级加载。3．根据加载方案，调整好实验加载装置。4．加载。均匀缓慢加载至初载荷Po，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。实验至少重复两次。5．作完试验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。6.实验装置中，圆筒的管壁很薄，为避免损坏装置，注意切勿超载，不能用力扳动圆筒的自由端和力臂。附表1(试件相关数据)实验结果处理弯扭实验数据表格实验总结实验得主应力__________________12245454504502()2()()2(1)2(1)EE实实实验六等强度梁弯曲试验实验内容：一般情况下，梁内不同横截面的弯矩不同。因而在按最大弯矩所设计的等截面梁中，除最大弯矩所在截面，其余截面的材料强度均未得到充分利用。因此，在工程中，常根据弯矩沿梁轴的变化情况，将梁也相应设计成变截面的。从弯曲角度考虑，理想的变截面梁，是使所有横截面上的最大弯曲正应力均等于许用应力，即要求)()(maxxWxM由此得抗弯截面系数：)()(xMxW根据)(xW设计梁的截面，各个横截面具有同样强度，这种梁称为等强度梁。实验目的与要求：（1）测定梁上下表面的应力，验证梁的弯曲理论。（2）设计宽度不变、高度变化的等强度悬臂梁。设计思路：将试件固定在实验台架上，梁弯曲时，同一截面上表面产生压应变，下表面产生拉应变，上下表面产生的拉压应变绝对值相等。计算公式26xFxEbh式中：F一梁上所加的载荷;x一载荷作用点到测试点的距离;E一弹性模量;bx一梁的宽度;h一梁的厚度在梁的上下表面分别粘贴上应变片R1、R2；如图6-1所示，当对梁施加载荷P时，梁产生弯曲变形，在梁内引起应力。图6-1等强度梁外形图及布片图关键技术分析：梁任意截面上的弯矩：FxxM)(根据梁弯曲正应力的计算公式：26)()(hbFxxWxMxl根据胡克定律得梁表面各点的应变：Es理论值与实验值比较：-=100%理实理如果截面宽度b沿梁轴保持不变，得截面高度为：bFxxhl6)(实验过程1.拟定加载方案。选取适当的初载荷P0(一般取Po=10％Pmax左右)，估算最大载荷Pmax(该实验载荷范围≤100N)，一般分4～6级加载。2．实验采用多点测量中半桥单臂公共补偿接线法。将悬臂梁上两点应变片按序号接到电阻应变仪测试通道上，温度补偿片接电阻应变仪公共补偿端。3．按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个系统是否处于正常工作状态。4．实验加载，旋转手轮向拉的方向加载。要均匀慢速加载至初载荷P0。记下各点应变片的初读数或应变与加载力同时清零；然后逐级加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变仪的的读数，直到最终载荷。实验至少重复三次。附表1试件相关数据梁的尺寸和有关参数梁的高度h=8mm测试点的宽度bx=mm载荷作用点到固定点距离x=285mm弹性模量E=206Gpa泊松比μ=0.28附表2实验数据载荷（N）P△P应变仪读数εR1ε1△ε1平均值R2ε2△ε2平均值R3ε3△ε3平均值R4ε4△ε4平均值实验总结1、理论计算应力26)()(hbFxxWxMxl2、实验应力Es3、理论值与实验值比较-=100%理实理4、设计宽度b=20mm等强度悬臂梁，画出梁的图形。