弯扭组合实验报告

PAGEPAGE1材料力学综合实验指导书与报告（弯扭组合实验）专业______________________班级______________________学号______________________姓名______________________授课教师______________________指导教师______________________铜陵学院机械工程系实验中心薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验一．实验目的1.掌握用电测法测定复合应力状态下一点应力状态的方法。2.通过实验熟练掌握用平面应力应变分析方法分析一点应力状态。3.通过实验熟悉各种电桥桥路布置，掌握用电测法测量复杂应力状态的方法。二．实验仪器和设备1．空心圆管实验装置；2．电阻应变仪。图图1三．实验原理薄壁圆管受力简图如图1所示。薄壁圆管在力作用下产生弯扭组合变形。图2图3薄壁圆管材料为铝合金，其弹性模量为70,泊松比为0.32。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、两个测点，其应力状态为平面应力状态。每点处已按–450、00、+450方向粘贴一枚三轴450应变花,如图3所示。图2图3四．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、两个测点，其表面都处于平面应力状态，如图4.1采用单臂桥路，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ε-45、ε0、ε45，则主应力大小的计算公式为主应力方向计算公式为或仪器内部电阻补偿片仪器内部电阻补偿片图4电桥桥路布置图4.1图4.2图4.3a.弯矩M引起的正应力的测定只需用、两测点00方向的应变片组成图4.2所示半桥线路，就可测得弯矩M引起的正应变然后由虎克定律可求得弯矩M引起的正应力b.扭矩T引起的剪应力的测定用、两被测点-450、450方向的应变片组成图4.3所示全桥线路，可测得扭矩T在450方向所引起的线应变由广义虎克定律可求得剪力T引起的剪应力五．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点的应变片按单臂、半桥、全桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。3.将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级10N，加至50N，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4各种组桥方式，重复实验步骤3，分别完成弯矩、扭矩所引起应变的测定。六．实验数据及结果处理实验数据1单臂测量A、B点主应力大小及方向读数应变载荷AB-450（R1）00（R2）450（R3）-450（R4）00（R5）450（R6）P(N)∆P(N)ε(με)∆ε(με)ε(με)∆ε(με)ε(με)∆ε(με)ε(με)∆ε(με)ε(με)∆ε(με)ε(με)∆ε(με)(με)实验数据2半桥测量弯曲正应力全桥测量扭转切应力读数应变载荷弯矩（M）扭矩（T）P(N)∆P(N)εMd(με)∆εMd(με)εnd(με)∆εnd(με)(με)应力七．思考题1．测定由弯矩、扭矩所引