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1、彎扭組合變形主應力實驗主應力實驗一、實驗目的用電測法測定平面應力狀態(tài)下一點的主應力的大小和方向;在彎扭組合作用下,分別測定由彎矩和扭矩產生的應力值;進一步熟悉電阻應變儀的使用,學會用全橋、半橋測量應變的實驗方法。二、儀器設備1、YD-2009型數(shù)字式電阻應變儀;2、彎扭組合變形實驗裝置。主應力實驗本實驗采用合金鋁制薄壁圓管為測量對象。當通過加載手輪給實驗裝置加載時,薄壁圓管除承受彎矩M作用外,還受扭矩T的作用,且彎矩M=PL,扭矩T=Pa。彎扭組合變形實驗裝置MTMEFGEF段彎矩EF段扭矩FG段彎矩000主應力實驗為了測量圓管的應
2、力大小和方向,在圓管某一截面的管頂B點、D點各粘貼了一個45°應變花,通過應變儀測量圓管在彎扭組合變形時的應變。BD主應力實驗45°-45°0°四、實驗原理主應力實驗1、主應力大小和方向的測定若測得圓管管頂B點的-45°、0°、45°三個方向的線應變?yōu)橛刹牧狭W公式可得到關于的線性方程組:1、主應力大小和方向的測定則主應變?yōu)橛蓮V義虎克定律得得到圓管B點主應力的大小和方向計算公式四、實驗原理與方法主應力實驗1、主應力大小和方向的測定a、測量電橋連接:工作片為圓管頂部B點的-45°、0°、45°三個方向的應變片,引出線分別接在儀器后面板
3、上三個不同通道的A、B接線孔內。主應力實驗b、設定好靈敏系數(shù);c、測量電橋預調平衡;d、進行實驗R1---B點-45°方向應變片R2---B點0°方向應變片R3---B點45°方向應變片2、彎矩產生的正應力大小測定管頂B和管底D兩點沿x軸方向的應變計只能測試因彎矩引起的線應變,且兩者等值反向,因此,由彎矩產生的應變大小為假設材料在x軸方向僅受單向拉應力作用,由虎克定律得實測彎矩大小為四、實驗原理與方法主應力實驗2、彎矩產生的正應力大小測定a、測量電橋連接:工作片補償,半橋連接;b、設定好靈敏系數(shù);c、測量電橋預調平衡;d、進行實驗。
4、主應力實驗工作片D點0°方向工作片B點的0°方向3、扭矩產生的剪應力測量由上面推導知可得四、實驗原理與方法主應力實驗3、扭矩產生的應力大小的測定a、測量電橋連接:全橋連接b、靈敏系數(shù)設定c、測量電橋預調平衡d、進行實驗。主應力實驗B點45°D點45°D點-45°B點-45°五、實驗數(shù)據(jù)處理與分析1、主應力大小和方向的計算a、實測值的計算b、理論值的計算主應力實驗其中,2、彎矩產生的應力大小a、實測值的計算彎矩產生的應變和應變儀讀數(shù)值關系為所以,彎矩產生的應力實測值為b、理論值的計算主應力實驗3、扭矩產生的應力大小a、實測值的計算扭矩
5、產生的應變和應變儀讀數(shù)關系為所以,實測值為b、理論值的計算主應力實驗4、實測值與理論值的比較分別計算各項應力和角度的實測值與理論值的相對誤差。六、實驗報告要求1、實驗報告原理部分必須繪出實驗裝置簡圖、圓管內力分析圖;2、計算要正確,注意單位;3、思考題:討論誤差的來源。主應力實驗七、注意事項1、預調平衡時,如發(fā)現(xiàn)調零困難、數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,應先從接線是否有誤方面檢查;2、測量電橋連接過程中要區(qū)分清楚連接導線的位置和方位;3、加載時切勿過載;4、做完實驗請拆除導線、卸載,歸還螺絲刀。主應力實驗