k=216弯扭组合实验报告

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1、薄壁圆管弯扭组合变形应变汎J定实验—・实验目的1・用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向;2.测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别由弯矩.剪力和扭矩所引起的应力。实验仪器和设备1.弯扭组合实验装置；2.YJ-4501A静态数字电阻应变仪。三.实验原理薄壁管受力简图如图1所示。薄壁圆管在F力作用下产生弯扭组合变形。190图1薄壁管材料为铝合金，其弹性模量E为72泊松比“为0.33O薄壁圆管截面尺寸、如图2所示。由材料力学分析可知，该截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩。I-I截面现有A、B、C、D四个测点，其应力状态如图3所示。每点处已按-45°、0

2、°、+45°方向粘贴一枚三轴45°应变花，如图4所示。S1!图4实验内容及方法1.指定点的主应力大小和方向的测定薄壁圆管A.B.C.D四个测点，其表面都处于平血应力状态，用应变花测出三个方向的线应变，然后运用应变-应力换算关系求出主应力的大小和方向。若测得应变「曲5、55,则主应力大小的计算公式为主应力方向计算公式为tg2a=£45一£-45(£()一£_45)一@45_£())tg2a=-2.弯矩.剪力.扭矩所分别引起的应力的测定a.弯矩M引起的正应力的测定只需用B.D两测点0°方向的应变片组成图5(a)所示半桥线路，就可测得弯矩M引的正应变然后由

3、虎克定律可求得弯矩M引起的正应力叭=E%=b.扭矩厂引起的剪应力的测定用A.C两被测点-45餐45°方向的应变片组成图5(b)所示全桥线路，可测得扭矩厂在45°方向所引起的线应变由广义虎克定律可求得剪力卩引起的剪应力4(1+“)c.剪力Fs引起的剪应力的测定用A.C两被测点-45°.45°方向的应变片组成图5(c)所示全桥线路，可测得剪力Fs在45°方向所引起的线应变由广义虎克定律可求得剪力尺引起的剪应力一_ESsd_G^Fsd心_4(1+“)_2五.实验步骤1.接通测力仪电源，将测力仪开关置开。2.将薄壁圆管上A、B.C、D各点的应变片按单臂(多点

4、)半桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。3.预加50N初始载荷，将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级100N,加至450N,记录各级载荷作用下应变片的读数应变，然后卸去载荷。4.按图5各种组桥方式，从复实验步骤3,分别完成弯矩.扭矩.剪力所引起应变的测定。六.实验数据及结果处理变载荷AB-45°(R.)0°(R2)45°(R：O-45°(R»)0°(R..)45°(Rb)P(N)p(N)E(z)Ae(圧)£(2)(应)£g)(2)£(屮'•)g)E(匹)Ae(阴)£(应)Ae(h)500000001001161・11312680-74150116

5、1・11312680-741001162・11312581-762502323・226251161•1501001172・11412782-763503495・340378243・226100115-1•11212679-754504644・452504322-301△5均（应）1161・1I312681•75实验数据1续应变载荷cD-45°(R7)0°(Rs)45°(RQ-45°(Rio)0°(Rii)45°(Ri2)p(N)AP(N)€(阴)(阴)£g)(M)£g)g)€g)g)e(阴)(圧)8(M)(2)50000000100830-8273-

6、80・122150830-8273-80•12210081・2-8272-80・123250164-2・164145-160・245100821-8274-80・123350246-1・246219-240•368100821-8171-80・1224503280327290・320・490△6均（应）820-8273-80•123P=100N时A.B.C.D各点实测的平均应变值ABCDRx£-45Ri牛R3£45Ra£—45RsRe£45Ri£-45R8R9£45Rio£—45RuR2£451161-1112681-75820-8273-80・1

7、23计算公式:+65)土J@-45一£())'+(6一勺5A5_72x10°6一1-0.332号%-唧土爷応齐=7°=80.80xl090.665(e_45+^45)±0474^(£_45-e())2+(£()-e45)26Ltg2a=£-45-£452£0_@一45+%)（顺时针为负）主应力:£_45+%=116+(—113)=3£_45-£()=116—1=115£()—£45=1—(—113)=114£_45一即=116-(—113)=229（均为微应变）0=80.80x109(1.995+76.788)x10"=80.80x109x78.78

8、8x10-66=80.80xl09(1.995一76.788)x1(T6=80.80x109x(-74.79