《弯扭实验》PPT课件

《《弯扭实验》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、清华大学航天航空学院材料力学实验室圆管在弯扭联合作用下应力与内力的测量课前思考题来上课前请认真思考下列问题：圆管受那些内力作用，它们沿轴线是如何分布的；分别画出某一截面最上点A和最下点B的应力状态图；测定一点平面应力状态时需要贴几枚应变片？如何布置；测定截面上弯矩、扭矩时，需要几枚应变片？如何布置；如果要求用半桥、对臂、全桥分别测出指定截面的弯矩、扭矩，如何选择应变片；选择布片位置的原则是什么；为了提高测量精度，在布片时应注意什么问题。工程背景—车床工厂中用于机械加工的车床，其主轴就是一种典型的复合受力形

2、式，主轴上受到的内力有弯矩、扭矩、轴力等。TM内力图P工程背景—汽车汽车在崎岖道路上行驶时，当四个车轮不在同一平面上时，使车架处于复合受力状态下。其内力有弯矩、扭矩等。工程背景—自行车自行车的中轴，由于脚踏板的受力点与中轴不在同一中心线上，中轴的内力即有弯矩，又有扭矩。工程问题找——危险点——测试一点应力状态。消——危险内力——分离截面上内力。实验目的掌握用电测法测定一点应力状态的方法。掌握利用组桥分离内力的方法。学会根据理论分析的结果，正确地选择测量部位和最佳布片方案。根据实验数据判断结果地正确性。平面应

3、力σxσxxyxyσyσy测量一点应力状态α方向应变σxσxxyxyσyσy常见布片方案在一点的三个方向布片。常用有0º、45º、90º9000045000450-450应变花-45º、0º、45º测量采用单臂桥路R4R3工作片补偿片ABCDEUBD用单臂测量各个应变片。应变与应力弹性应变&塑性应变应变片测量范围＞5000胡克定律广义胡克定律将测量结果代入公式，可得到主应力与主方向理论应力与实验应力满足理论的假设与条件1.应力集中×2.细长杆√测量部位和布片方案F高度不同同一力臂同一高度力臂不同本次

4、实验的装置简图圆管试件；拐臂；加力点；固定端；测量截面；应变片；应变仪。F4162537342点A、点B理论上的应力状态σxσxxyxy上表面A点理论上应力状态σxσxxyxy下表面B点理论上应力状态分离内力内力分量ZYXMyTMyT内力分量QzMzMzQyNT、Mz、Qy、Qz。My、N、F测试的内力分量T，My内力分离思路选择两个或四个应变片满足：1.各应变片中都包含相同性质内力引起的应变。2.各应变片中同一内力引起的应变之间有确定的关系。内力分离思路1号片：内力A=+a内力B=+b2号片：内力

5、A=+a内力B=-b分离？？内力分离电桥的加减特性R1R3ABCDEUBDR2R4半桥测量R4R3工作片工作片ABCDEUBD减法！消同保异！对臂测量工作片工作片ABCDEUBD补偿片补偿片加法！消异保同！全桥测量工作片工作片ABCDEUBD工作片工作片同号相对！异号相邻！内力与应变关系1轴力N、弯矩My、Mz在其各自的作用方向上只产生正应力。正应力在任意方向上都会引起正应变。轴力N、弯矩My、Mz在任意方向上都会引起正应变。最佳方向？内力与应变关系2剪力Qy、Qz、扭矩T在其各自的作用方向上只产生切应力。

6、切应力在作用方向上只存在切应变，但在其它方向上还有正应变存在。剪力Qy、Qz、扭矩T在除作用方向外任意方向上都会引起正应变。最佳方向？xyxy纯剪应力状态在45º与135º上的分量xyxy在45º方向上的应力σ45为+在135º方向上的应力σ135为-45º135ºxyxy应力圆在45º方向上的应力σ45为在135º方向上的应力σ135为单向压缩状态在45º与135º上的分量σxσxσ2σ2σ2σ2σ2σ245º135ºσxσx-σ应力圆测内力布片原则1.只有轴力N、弯矩My、M

7、z最好在力的作用方向上布片。2.只有剪力Qy、Qz、扭矩T最好在与力的作用方向呈450方向布片。3.当1与2交叉存在时，综合找最佳方案。通常选450方向布片。圆管布片方案图BA2#135º4#45º3#0º思考：3＃、6＃应变关系2＃、4＃、5#、7＃应变关系AB从上向下俯视:1#90º5#135º6#0º7#45º选用的布片方案图上表面俯视图BA1#90º2#135º4#45º3#0º下表面仰视图BA6#0º5#135º7#45º各片相互位置从上面看下去：2＃与7＃平行3＃与6＃平行4＃与5#平行各应变片

8、内所含应变分量及方向上表面电阻片所含分量0:Ma(-)（3#）45:M(-b)，T(+c)（4#）135:M(-b)，T(-c)（2#）90:M(+d)（1#）σxσxxyxy3#2#1#4#xyσxσxxy6#5#7#下表面电阻片所含分量0:Ma(+)（6#）45:M(+b)，T(+c)（7#）135:M(+b)，T(-c)（5#）内力测量时组桥原则选那两个（或四个）