弯扭组合实验

弯曲与扭转组合变形实验1.概述

在机械工程中，常会遇到承受组合变形的构件，例如：摇臂钻床机架承受拉伸和弯曲组合变形，曲轴承受弯曲和扭转组合变形。

弯曲扭转组合变形时的主应力测定实验，是以产生弯曲和扭转组合变形的构件为例，介绍用电测法确定构件一点应力状态的方法。2.实验目的用电测法测定构件在静定条件下弯扭组合变形时一点主应力的大小和方向，并将实验值与理论值进行比较。掌握利用应变实测和广义胡克定律求主应力3.实验仪器和设备力学实验装置静态应变测力仪4.实验梁的安装示意图该装置用的试件采用无缝钢管制成－空心轴。实验时将7.拉压力传感器安装在8.蜗杆升降机构上拧紧，顶部装上6.钢丝接头。观察加载中心线是否与扇形加力架相切，如不相切调整1.紧固螺钉（共四个），调整好后用扳手将紧固螺钉拧紧。将5钢丝一端挂入4.扇形加力杆的凹槽内，摇动4.手轮至适当位置，把钢丝的另一端插入传感器上方的钢丝接头内。注意：扇形加力杆不与加载中心线相切，将导致实验结果有误差，甚至错误。弯扭组合梁的贴片当竖向荷载P作用时，薄壁圆管发生弯曲与扭转组合变形。A点所在截面的内力有弯矩M、剪力Q、扭矩MT.因此该截面同时存在弯曲引起的正应力σW，扭转引起的剪应力τT（弯曲引起的剪应力比扭转引起的剪应力小得多，故在此不予考虑）。根据弯矩引起的正应力和扭转引起的剪应力在该截面上的分布规律，从A点取单元体，其中5.实验原理显然，A点处于平面应力状态。根据应力状态理论，其主应力大小和方向由下式决定为了用实验的方法测定薄壁圆管弯曲和扭转时表面上一点处的主应力大小和方向，首先要在该点处测量应变，确定该点处的主应变ε1、ε3

的数值和方向，然后利用广义虎克定律算得主应力σ1，σ

3.

平面应力状态平面应变状态要确定一点处的主应变，需要知道该点处沿X,Y两个相互垂直方向的三个应变分量εx，εy，Υxy。由于在实验中测量剪应变很困难，而用电阻应变片测量线应变比较方便，所以通常采用测量一点处沿着与轴成三个已知方向的线应变εa，εb，εc的方法，按下列方程组联立求得εx，εy，Υxy。

三个选定方向上的线应变xyA点为了简化计算，往往采用互成特殊角度的三片应变片组成的应变花，本实验用了45°应变花。B点6.实验步骤1.将传感器连接到BZ2208-A测力部分的信号输入端，打开仪器，设置仪器的参数，测力仪的量程和灵敏度设为传感器量程、灵敏度。2.主应力测量：将两个应变花的公共导线分别接在仪器前任意两个通道的A端子上，其余各导线按顺序分别接至应变仪的1-6通道的B端子上，设置应变仪参数。3.本实验取初始载荷P0=0.2KN（200N），Pmax=1KN(1000N)，ΔP=0.2KN(200N)，以后每增加载荷200N，记录应变读数εi，共加载五级，然后卸载。再重复测量，共测三次。取数值较好的一组，记录到数据列表中。4.实验完毕，卸载。实验台和仪器恢复原状。7.实验记录表格载荷P(N)应变仪读数ε[单位：μ(10-6)]ε1△ε1ε2△ε2ε3△ε3ε4△ε4ε5△ε5ε6△ε60——————-200-400-600-800-