弯扭组合实验(ZT-2011).ppt

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材料力学实验材料力学实验相同材料不同材料粘合为一体不同材料应变应力应变应力应变应力应力应变应变应力组合梁弯曲实验报告讲评组合梁弯曲实验报告讲评材料力学实验材料力学实验静定静定/静不定静不定弯扭组合变形时的主应力测定弯扭组合变形时的主应力测定材料力学实验材料力学实验1.概概述述在机械工程中，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。

材料力学实验材料力学实验2.实验目的实验目的l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。

l学习电阻应变片在惠斯顿电桥中不同的组桥方法，测定正应力和切应力，并分析比较不同桥路的特点。

l改变结构的约束形式，在静不定的条件下测定构件应力的变化，分析比较静定与静不定结构的特点。

材料力学实验材料力学实验3.实验装置简图实验装置简图O6（5）2（3）1a2a1a3LBD4CAlFzxSy材料力学实验材料力学实验4.应变片的数量与粘贴方位应变片的数量与粘贴方位l单向应力状态l二向应力状态，主应力方向已知。

材料力学实验材料力学实验l二向应力状态，主应力方向未知。

123xy0工程中，常将三个夹角取为定值，如45、60、90等。

一个测点贴片数量及方位的确定，取决于该点的应力状态。

应变花材料力学实验材料力学实验5.应力应变分析应力应变分析l确定测点应力状态确定测点应力状态空心圆轴产生弯扭组合变形在A点取一个单元体弯曲变形产生的正应力x扭转变形产生的切应力xz|平面应力状态、主方向未知平面应力状态、主方向未知|需要粘贴三个应变片需要粘贴三个应变片O6（5）2（3）1a2a1a3BD4CAlFzxSy材料力学实验材料力学实验BR6R4R5-4545-45AR3R1R245l应变片布置图应变片布置图O6（5）2（3）1a2a1a3BD4CAlFzxSy|应变片1、4均平行于X轴|应变片2、3及5、6则分别与X轴成45角材料力学实验材料力学实验l应变应力关系应变应力关系-45AR3R1R245BR6R4R5-4545应变片只能感受构件表面表面某一点的线应变线应变材料力学实验材料力学实验A、B两点0、45、-45方向的线应变为：

材料力学实验材料力学实验l组桥方案组桥方案BCDEA多种内力因素引起综合应变测点应力应变关系合理贴片邻臂相减对臂相加指定的、只受一种内力因素影响的应变量合理组桥材料力学实验材料力学实验l接桥方式接桥方式半桥接桥方式半桥接桥方式在两个桥臂上接入应变片，另外两个桥臂上接入仪器内部的固定电阻。

BCDEA全桥接桥方式全桥接桥方式在四个桥臂上都接入应变片。

材料力学实验材料力学实验方案2方案3方案1消除温度影响，测出x。

排除xz，消除温度影响，测出x。

排除xz，测出x，不能消除温度影响。

举例：

用半桥方式求正应力举例：

用半桥方式求正应力x材料力学实验材料力学实验6.实验装置与仪器实验装置与仪器lBWQ-2分体式弯扭组合实验台拉压力传感器拉压力传感器加载手轮加载手轮专用支座专用支座滚珠轴承滚珠轴承空心圆轴空心圆轴应变片应变片连接导线连接导线扇形臂与钢丝绳扇形臂与钢丝绳材料力学实验材料力学实验lCM-1L应变&力综合测试仪功能键功能键力值显示力值显示应变片接线通道应变片接线通道应变读数显示应变读数显示力传感器输入接口力传感器输入接口电源开关电源开关机号显示机号显示材料力学实验材料力学实验7.实验步骤实验步骤l打开电源开关，仪器自检，机号显示闪烁，点击“确定”。

l设定应变片灵敏系数K。

|按下“K值设置”键，查看或修正K值。

|用数字键设定K值。

|完成后再次按下“K值设置”键，自动退回到测量界面。

材料力学实验材料力学实验l组桥方案。

自己设计组桥方案，并画出组桥图，组桥方案应包括：

|用半桥半桥和全桥全桥接法测定弯曲正应力xx。

|用半桥半桥和全桥全桥接法测定扭转切应力xzxz。

测试项目接桥方式组桥方案静定（）静不定（）纯扭转（）半桥全桥半桥全桥材料力学实验材料力学实验l半桥接线选择两个应变片，在5588通道中通道中任选一个通道（例如6通道），分别将应变片的连接导线接在这个通道的ABAB及BCBC之间。

在在5588通道接半桥通道接半桥材料力学实验材料力学实验l全桥接线选择四个应变片，在1144通道中通道中任选一个通道（例如2通道），分别将应变片的连接导线接在这个通道的ABAB、BCBC、CDCD、DADA之间。

在在1144通道接全桥通道接全桥材料力学实验材料力学实验l加载、读取应变值。

实验工况实验工况11：

静定结构：

静定结构初载荷F1=100N,初应变1，应变清零应变清零。

末载荷F2=400N,读出应变值2。

加初载应变清零，加末载读取应变。

加初载应变清零，加末载读取应变。

l接线，确定圆轴不受力，进行应力清零、应变清零。

材料力学实验材料力学实验l将专用支座安放在构件的滚珠轴承处，使构件成为静不定结构，选用半桥或全桥方式组接桥路，测试并分析测点应变的变化。

实验工况实验工况22：

静不定结构：

静不定结构支座安放在滚支座安放在滚珠轴承处珠轴承处初载荷F1=100N,初应变1，应变清零应变清零。

末载荷F2=400N,读出应变值2。

材料力学实验材料力学实验l在构件端部安放一个专用支座，使薄壁圆管只产生扭转变形，选用半桥或全桥方式组接桥路，测试并分析测点应变的变化。

实验工况实验工况33：

构件仅产生扭转变形：

构件仅产生扭转变形支座安放在构支座安放在构件端部件端部初载荷F1=100N,初应变1，应变清零应变清零。

末载荷F2=400N,读出应变值2。

材料力学实验材料力学实验采用不同的组桥方式测出应变，并分别求出正应力与切应力后，再根据主应力计算公式计算出测点主应力的大小和方向。

8.主应力及主方向计算主应力及主方向计算式中其中其中主应力及主方向计算公式：

主应力及主方向计算公式：

材料力学实验材料力学实验9.注意事项注意事项l应力清零前，一定要检查传感器上的钢钢丝绳是否松动丝绳是否松动！

当确认构件没有受到载荷作用时，才能按“应力清零应力清零”键。

l对构件施加的最大载荷为Fmax400N。

l安装专用支座时，要使支座顶部与滚珠轴承处于刚好接触刚好接触的状态,并通过应变仪监测接触状态。

l实验结束后，卸去构件上施加的载荷，从应变仪上取下应变片的连接导线，降低支座高度，关闭仪器电源。

钢丝绳钢丝绳是松的吗？

是松的吗？

支座与轴承支座与轴承刚好接触刚好接触材料力学实验材料力学实验10.实验报告要求实验报告要求l绘制实验装置简图和桥路组接示意图l实验目的l实验仪器与设备l实验原理简述l思考讨论题l计算静定构件静定构件弯扭组合变形时测点的主应力和主方向，将理论值与实验值进行比较。

l计算静不定构件静不定构件弯扭组合变形时测点的主应力和主方向，并将静定静定与静不定构件静不定构件的结果进行分析比较。

材料力学实验材料力学实验方案3方案1l温度补偿温度补偿11（1F、T）44（4F、T）实现温度自补偿的条件：

|同一应变片|同一材料|接在相邻的桥臂上