实验四薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定Word格式.docx
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实验目的与要求:
1、用电法测定平面应力状态下一点的主应力的大小和方向
2、进一步熟悉电阻应变仪的使用,学会1/4桥法测应变的实验方法
设计思路:
为了测量圆管的应力大小和方向,在圆管某一截面的管顶B点、管底D点各粘贴一个45°
应变花,测得圆管顶B点的-45°
三个方向的线应变
、
应变花的粘贴示意图实验装置示意图
关键技术分析:
由材料力学公式:
得
从以上三式解得
主应变
根据广义胡克定律
1、实验得主应力
大小
方向
2、理论计算主应力
3、误差
实验过程
1.测量试件尺寸、力臂长度和测点距力臂的距离,确定试件有关参数。
附表1
2.拟定加载方案。
先选取适当的初载荷P0(一般取Po=lO%Pmax左右)。
估算Pmax(该实验载荷范围Pmax<
400N),分4~6级加载。
3.根据加载方案,调整好实验加载装置。
4.加载。
均匀缓慢加载至初载荷Po,记下各点应变的初始读数;
然后分级等增量加载,每增加一级载荷,依次记录各点电阻应变片的应变值,直到最终载荷。
实验至少重复两次。
5.作完试验后,卸掉载荷,关闭电源,整理好所用仪器设备,清理实验现场,将所用仪器设备复原,实验资料交指导教师检查签字。
6.实验装置中,圆筒的管壁很薄,为避免损坏装置,注意切勿超载,不能用力扳动圆筒的自由端和力臂。
附表1(试件相关数据)
实验结果处理
弯扭实验数据表格
实验总结
实验得主应力
实验六等强度梁弯曲试验
一般情况下,梁内不同横截面的弯矩不同。
因而在按最大弯矩所设计的等截面梁中,除最大弯矩所在截面,其余截面的材料强度均未得到充分利用。
因此,在工程中,常根据弯矩沿梁轴的变化情况,将梁也相应设计成变截面的。
从弯曲角度考虑,理想的变截面梁,是使所有横截面上的最大弯曲正应力均等于许用应力,即要求
由此得抗弯截面系数:
根据
设计梁的截面,各个横截面具有同样强度,这种梁称为等强度梁。
(1)测定梁上下表面的应力,验证梁的弯曲理论。
(2)设计宽度不变、高度变化的等强度悬臂梁。
将试件固定在实验台架上,梁弯曲时,同一截面上表面产生压应变,下表面产生拉应变,上下表面产生的拉压应变绝对值相等。
计算公式
式中:
F一梁上所加的载荷;
x一载荷作用点到测试点的距离;
E一弹性模量;
bx一梁的宽度;
h一梁的厚度
在梁的上下表面分别粘贴上应变片R1、R2;
如图6-1所示,当对梁施加载荷P时,梁产生弯曲变形,在梁内引起应力。
图6-1等强度梁外形图及布片图
梁任意截面上的弯矩:
根据梁弯曲正应力的计算公式:
根据胡克定律得梁表面各点的应变:
理论值与实验值比较:
如果截面宽度b沿梁轴保持不变,得截面高度为:
1.拟定加载方案。
选取适当的初载荷P0(一般取Po=10%Pmax左右),估算最大载荷Pmax(该实验载荷范围≤100N),一般分4~6级加载。
2.实验采用多点测量中半桥单臂公共补偿接线法。
将悬臂梁上两点应变片按序号接到电阻应变仪测试通道上,温度补偿片接电阻应变仪公共补偿端。
3.按实验要求接好线,调整好仪器,检查整个系统是否处于正常工作状态。
4.实验加载,旋转手轮向拉的方向加载。
要均匀慢速加载至初载荷P0。
记下各点应变片的初读数或应变与加载力同时清零;
然后逐级加载,每增加一级载荷,依次记录各点电阻应变仪的的读数,直到最终载荷。
实验至少重复三次。
附表1试件相关数据
梁的尺寸和有关参数
梁的高度
h=8mm
测试点的宽度
bx=mm
载荷作用点到固定点距离
x=285mm
弹性模量
E=206Gpa
泊松比
μ=0.28
附表2实验数据
载荷(N)
P
△P
应变仪读数ε
R1
ε1
△ε1
平均值
R2
ε2
△ε2
R3
ε3
△ε3
R4
ε4
△ε4
1、理论计算应力
2、实验应力
3、理论值与实验值比较
4、设计宽度b=20mm等强度悬臂梁,画出梁的图形。
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- 关 键 词:
- 实验 薄壁 圆筒 组合 变形 主应力 测定
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