綜合性實驗指導(dǎo)書

綜合性試驗指導(dǎo)書薄壁圓筒彎扭組合應(yīng)力的測定一、試驗特色1、穩(wěn)固材料力學(xué)概念和加強(qiáng)學(xué)問的綜合運用；2例如如何減小應(yīng)力集中的影響，分析誤差的緣由等；3設(shè)計；4、熬煉學(xué)生的動手力量：儀器的正確應(yīng)用和加載方法等。二、試驗要求1、認(rèn)真閱讀試驗指導(dǎo)書，做預(yù)習(xí)報告〔主要針對第一局部〕試驗前交預(yù)習(xí)報告。2明確試驗?zāi)康?；在教師指?dǎo)下分組爭論試驗方案。3、課后自行查閱資料，以組為單位，設(shè)計試驗方案。4存在問題，補(bǔ)充修改試驗方案。須交試驗方案設(shè)計〔以組為單位。5、做試驗并記錄數(shù)據(jù)。6、整理試驗數(shù)據(jù)；爭論試驗誤差，交試驗報告。三、試驗原理第一局部、預(yù)備學(xué)問〔需學(xué)生試驗課之前預(yù)習(xí)，寫預(yù)習(xí)報告〕一、圓管某點的彎曲正應(yīng)力為：σ=二、圓管某點的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為：τ=三、什么是疊加原理？請爭論它的應(yīng)用范圍。四、彎扭組合變形圓管某點的彎曲正應(yīng)力為：σ=圓管某點的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為：τ=面應(yīng)力狀態(tài)下的胡克定律。六、習(xí)題：一點為平面應(yīng)力狀態(tài)，σ，σ,τ x y xy

=45°一點為平面應(yīng)力狀態(tài)σ，σ x y的大小和方向。

45°現(xiàn)：a.自由外表—主應(yīng)力03b.可測得另外兩主應(yīng)力對應(yīng)的主應(yīng)變小。

,1

，求另外兩個主應(yīng)力的大2其次局部、試驗方案設(shè)計指導(dǎo) 〔需學(xué)生課后自行查閱資料，設(shè)計試驗方案〕〔一、試驗?zāi)康模河美碚摲治龇椒ㄇ蟪鰷y點的主應(yīng)力大小及方向。用試驗分析手段求出測點的主應(yīng)力大小及方向。將試驗值和理論值比較，分析引起誤差的主要緣由。在彎扭組合作用下，單獨測出彎矩和扭矩?！捕㈦姕y法根本原理應(yīng)變轉(zhuǎn)變量的二次轉(zhuǎn)換儀器就是電阻應(yīng)變儀。本試驗使用的是靜態(tài)電阻應(yīng)變儀?！踩?、平面應(yīng)力狀態(tài)下一點的主應(yīng)力大小與方向及方向?！苍囼灧桨冈O(shè)計的核心問題〕，則沿主應(yīng)力方向貼片。是未知的。以本試驗為例，此時如何應(yīng)用電測法測定主應(yīng)力的大小和方向呢？推舉方案一：假設(shè)某點的線應(yīng)變εx、ε向？

y及剪應(yīng)變γxy，可否求得該點的主應(yīng)變大小和方γ

不行測，可否依據(jù)該點的某個方向上的線應(yīng)變，反算xy

？進(jìn)而得到該點的主應(yīng)變大小和方向。xy推舉方案二：2〕進(jìn)而測得一點的線應(yīng)變，即可算出該點的主應(yīng)變大小及方向。綜上所述，本局部的難點包括：如何用測點的線應(yīng)變表示出該點的主應(yīng)變大小和方向？如何設(shè)計應(yīng)變片的貼片方案，才能減小誤差？為什么〔五、彎矩和扭矩的測量〔如何將應(yīng)變片接入橋路中測量才能盡量減小誤差？〕M的測量〔消退扭轉(zhuǎn)因素，RbRˊ組成半橋接入。扭矩T的測量〔消退彎矩因素RRˊRRˊ組成全橋接入。〔六、理論值與測量值的比較〔試驗方案設(shè)計的另一重點〕如何設(shè)計，才能使理論計算值和試驗計算值具有可比性？〔七、試驗件扇形加力架固定在鑄鐵支撐梁上扇形加力架固定在鑄鐵支撐梁上45°應(yīng)變花45°應(yīng)變花250試驗裝置m-mˊ4〔b。ε y45oc(a′)ε b(bˊ) m0ox mˊa(c′)ε-45o4〔b〕測點應(yīng)變花布置圖min 該試驗裝置所用的試件承受無縫鋼管制成一空心軸，外徑D=40mm，內(nèi)徑d=35.8m，需試驗時依據(jù)實際尺寸記錄。E=210GPa，試驗裝置如圖4〔，依據(jù)計要求初載P ≥100N，終載P ≤min 測點到自由端距離L= 。扇形加力架加載臂距離圓管軸線L1=250mm。荷載增量△P= N。四、試驗設(shè)備與裝置1、設(shè)備XL3418多功能材料力學(xué)試驗臺；XL2118C力＆應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀2、試驗裝置LA點貼片。在水平杠桿端部L1。五、數(shù)據(jù)處理(一)、理論值計算測點主應(yīng)力大小及方向。(二)、試驗值計算依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，求主應(yīng)變大小及方向；由主應(yīng)變求主應(yīng)力大小及方向，且與理論值比較；畫出單元體圖，留意理論計算的主應(yīng)力方向與試驗計算的主應(yīng)力方向吻合。(三)、誤差分析A 剪應(yīng)力最大？為什么？六、思考題測量單一內(nèi)力重量引起的應(yīng)變，可以承受那幾種橋路接線法？主應(yīng)力測量中，45o直角應(yīng)變花是否可沿任意方向粘貼？薄壁管彎扭組合應(yīng)力測定試驗預(yù)做報告一、 試驗?zāi)康模河美碚摲治龇椒ㄇ蟪鰷y點的主應(yīng)力大小及方向。用試驗分析手段求出測點的主應(yīng)力大小及方向。將試驗值和理論值比較，分析引起誤差的主要緣由。在彎扭組合作用下，單獨測出彎矩和扭矩。二、試驗設(shè)備〔規(guī)格、型號：XL3418多功能材料力學(xué)試驗臺；XL2118C力＆應(yīng)變綜合參數(shù)測試儀三、測試記錄：試件幾何尺寸、材料常數(shù)的記錄與測量D=50mm； d=44mm；L1

=250mm；L=150mm；E=199.8GPa；ν=0.2685；表一試件相關(guān)幾何量的計算對中型軸的慣性矩對中型軸的慣性矩I zD41464抗彎截面系數(shù)W z4.91×10-6m333214抗扭截面系數(shù)W PD314169.82×10-6m3四、數(shù)據(jù)處理理論值計算測點所在截面的彎矩△M和扭矩△T;MPLPL1計算應(yīng)力△σ及△τ，留意各測點△σ及△τ值的正負(fù)；MWzTWP計算主應(yīng)力大小及方向。x2y2x2y22xy 12

x y ;2次數(shù)電阻片120045次數(shù)電阻片120045090000450900預(yù)調(diào)箱號123123讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值F00/0/0/0/0/0/F199-16-16-22-2299-15-15-22-22F21910-31-15-44-221910-30-15-44-22F32910-46-15-66-223011-44-14-66-22F4389-61-15-88-22399-58-14-88-22平均值ε0°ε45°ε90°9.625-14.875-221 22tan2 xy ； α =0 0x y表二 原始數(shù)據(jù)記錄格式試驗值計算依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，求主應(yīng)變大小及方向；220452452901 022

90 ;ε = ; ε = ;1 200

900 90

45 ； α0=由主應(yīng)變求主應(yīng)力大小及方向； E1 2； σ=1 12 1 E2 1; σ=2 12 1α0=將試驗值與理論值比較，畫出單元體圖，留意理論計算的00片取向應(yīng)與試驗00片取向關(guān)系。δ=; δ=1 229.520軸線29.520軸線450-14.40ε450εε90ε45ε450ε0直角應(yīng)變花五、誤差分析A到該點的準(zhǔn)確應(yīng)力值。片本身測量的是較小面積