材力实验课件实验6弯扭组合

1、可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理材力实验课件实验6-弯扭组合可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理Page2 测定空心圆轴试件上某一截面(贴有应变片处)所承受的弯矩和扭矩; 用电测法测定平面应力状态下某一点处的主应力大小和主平面的 方位角; 实验设备与仪器实验设备与仪器 微机控制电子万能试验机 静态电阻应变仪 学习电阻应变花的应用. 游标卡尺可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理Page3 实验试件及装置实验试件及装置 中碳钢空心圆轴试件的主要参数：中碳钢空心圆轴试件的主要参数：横截面设计尺寸：横截面设计尺寸：42Dmm

2、材料屈服极限：材料屈服极限：360sMPa 材料弹性常数：材料弹性常数：210EG Pa 0 28. 外径：外径：36dm m 内径：内径：形成扭矩的力臂形成扭矩的力臂：1200lm m 形成弯矩的力臂：形成弯矩的力臂：2240lm m 图一 弯扭组合实验装置可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理Page4 实验原理与方法实验原理与方法（一）（一）测定平面应力状态下一点处的主应力大小及主平面的测定平面应力状态下一点处的主应力大小及主平面的 方位角方位角 弯扭组合承载状况下某一截面处上下两点微体的应力状态：弯扭组合承载状况下某一截面处上下两点微体的应力状态： x x x x

3、图二 上表面微体的应力状态图三 下表面微体的应力状态 平面应变状态应变分析公式：平面应变状态应变分析公式：2sin22cos22xyyxyx可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理Page5如果我们沿着三个不同方向贴上三片应变片并用应变仪测出其各自的应变： ，然后把它们代入上面的应变分析公式就可以得到一个三元一次方程组，从而解得 、 、 。*注意：应变片方向的选取不能有两片在同一条直线上321,xyxy 平面应变的主应变及其方位角计算公式：平面应变的主应变及其方位角计算公式：2221222xyyxyx0minmax2()2()xyxyxytg yxxytg02或或 由此我们

4、可得到主应变及其方位角（建议使用单倍角公式）可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理Page6 各向同性材料应力与应变关系满足广义胡克定律：各向同性材料应力与应变关系满足广义胡克定律：1222212111EE由公式我们可以得到主应力 应变花的种类及其选取原则应变花的种类及其选取原则 本实验选取本实验选取0,45 三向应变花三向应变花, ,从而可得从而可得：0000004545045450 xyyx将此结果代入上面的计算公式整理后可得将此结果代入上面的计算公式整理后可得: :可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理Page70000000000045450

5、45450245024504545212212212tgEE 组桥选用四分之一桥组桥选用四分之一桥:可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理Page8（二）（二）空心圆轴试件上某一截面弯矩空心圆轴试件上某一截面弯矩 M M 的的测定测定轴向应力仅由弯矩产生,所以:zxWM由广义胡克定律:)(1yxxE且且0yxzWEM所以: 组桥选用半桥组桥选用半桥(或四分之一桥或四分之一桥): 原理原理其中00 xR0上上R0下下002应变仪读数:可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理Page9（三）（三）空心圆轴试件上某一截面扭矩空心圆轴试件上某一截面扭矩 T T

6、 的的测定测定切应力仅由扭矩T产生,所以:PxWT由广义胡克定律:)(004545GGxyx所以:)()1 (2)(000045454545PPWEWGT 原理原理 组桥选用全桥组桥选用全桥(或半桥或半桥):R-45上上R45上上R-45下下R45下下应变仪读数:)(22004545xy可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程学院学生会整理学生会整理Page10 实验步骤实验步骤2、草拟实验所需各类数据表格草拟实验所需各类数据表格3、测量试件尺寸测量试件尺寸4、试验机准备、试件安装和仪器调整试验机准备、试件安装和仪器调整6、检查及试车检查及试车7、进行试验进行试验8、整理各种仪器设备，结束试验整理各种仪器设备，结束试验1、拟定加载方案拟定加载方案5、确定组桥方式、接线和设置应变仪参数确定组桥方式、接线和设置应变仪参数参考加载方案：参考加载方案： 重复加载法重复加载法 P0=500N， P=1KN , Pmax=1.5KN, n=4 可靠性与系统工程学院可靠性与系统工程