实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定

实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定

实验内容:

构件在弯扭组合作用下,依照强度理论,其强度条件是、计算当量应力,首先要确定主应力,而主应力的方向是未知的,因此不能直截了当测量主应力。通过测定三个不同方向的应变,计算主应变,最后计算出主应力的大小和方向。本实验测定应变的三个方向分别是－45°、0°和４５°。 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°、０°和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

依照广义胡克定律

1、实验得主应力

____________?1实?E(?45???45)2E2大小 ?(?45??0)?(??45??0)2 ???2实?2(1??)2(1??)______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、依照加载方案,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,圆筒的管壁特别薄,为幸免损坏装置,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

____________?1实?E(?45???45)2E2?(?45??0)?(??45??0)2 ???2实?2(1??)2(1??)______

实验六 等强度梁弯曲试验

实验内容:

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,常依照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:

依照设计梁的截面,各个横截面具有同样强度,这种梁称为等强度梁。 实验目的与要求:

(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。 设计思路:

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。