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文檔簡(jiǎn)介

彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形實(shí)驗(yàn)1.概述

在機(jī)械工程中,常會(huì)遇到承受組合變形的構(gòu)件,例如:搖臂鉆床機(jī)架承受拉伸和彎曲組合變形,曲軸承受彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形。

彎曲扭轉(zhuǎn)組合變形時(shí)的主應(yīng)力測(cè)定實(shí)驗(yàn),是以產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形的構(gòu)件為例,介紹用電測(cè)法確定構(gòu)件一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的方法。2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠秒姕y(cè)法測(cè)定構(gòu)件在靜定條件下彎扭組合變形時(shí)一點(diǎn)主應(yīng)力的大小和方向,并將實(shí)驗(yàn)值與理論值進(jìn)行比較。掌握利用應(yīng)變實(shí)測(cè)和廣義胡克定律求主應(yīng)力3.實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置靜態(tài)應(yīng)變測(cè)力儀4.實(shí)驗(yàn)梁的安裝示意圖該裝置用的試件采用無縫鋼管制成-空心軸。實(shí)驗(yàn)時(shí)將7.拉壓力傳感器安裝在8.蝸桿升降機(jī)構(gòu)上擰緊,頂部裝上6.鋼絲接頭。觀察加載中心線是否與扇形加力架相切,如不相切調(diào)整1.緊固螺釘(共四個(gè)),調(diào)整好后用扳手將緊固螺釘擰緊。將5鋼絲一端掛入4.扇形加力桿的凹槽內(nèi),搖動(dòng)4.手輪至適當(dāng)位置,把鋼絲的另一端插入傳感器上方的鋼絲接頭內(nèi)。注意:扇形加力桿不與加載中心線相切,將導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤差,甚至錯(cuò)誤。彎扭組合梁的貼片當(dāng)豎向荷載P作用時(shí),薄壁圓管發(fā)生彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形。A點(diǎn)所在截面的內(nèi)力有彎矩M、剪力Q、扭矩MT.因此該截面同時(shí)存在彎曲引起的正應(yīng)力σW,扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力τT(彎曲引起的剪應(yīng)力比扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力小得多,故在此不予考慮)。根據(jù)彎矩引起的正應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力在該截面上的分布規(guī)律,從A點(diǎn)取單元體,其中5.實(shí)驗(yàn)原理顯然,A點(diǎn)處于平面應(yīng)力狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)理論,其主應(yīng)力大小和方向由下式?jīng)Q定為了用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定薄壁圓管彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)表面上一點(diǎn)處的主應(yīng)力大小和方向,首先要在該點(diǎn)處測(cè)量應(yīng)變,確定該點(diǎn)處的主應(yīng)變?chǔ)?、ε3

的數(shù)值和方向,然后利用廣義虎克定律算得主應(yīng)力σ1,σ

3.

平面應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)變狀態(tài)要確定一點(diǎn)處的主應(yīng)變,需要知道該點(diǎn)處沿X,Y兩個(gè)相互垂直方向的三個(gè)應(yīng)變分量εx,εy,Υxy。由于在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量剪應(yīng)變很困難,而用電阻應(yīng)變片測(cè)量線應(yīng)變比較方便,所以通常采用測(cè)量一點(diǎn)處沿著與軸成三個(gè)已知方向的線應(yīng)變?chǔ)臿,εb,εc的方法,按下列方程組聯(lián)立求得εx,εy,Υxy。

三個(gè)選定方向上的線應(yīng)變xyA點(diǎn)為了簡(jiǎn)化計(jì)算,往往采用互成特殊角度的三片應(yīng)變片組成的應(yīng)變花,本實(shí)驗(yàn)用了45°應(yīng)變花。B點(diǎn)6.實(shí)驗(yàn)步驟1.將傳感器連接到BZ2208-A測(cè)力部分的信號(hào)輸入端,打開儀器,設(shè)置儀器的參數(shù),測(cè)力儀的量程和靈敏度設(shè)為傳感器量程、靈敏度。2.主應(yīng)力測(cè)量:將兩個(gè)應(yīng)變花的公共導(dǎo)線分別接在儀器前任意兩個(gè)通道的A端子上,其余各導(dǎo)線按順序分別接至應(yīng)變儀的1-6通道的B端子上,設(shè)置應(yīng)變儀參數(shù)。3.本實(shí)驗(yàn)取初始載荷P0=0.2KN(200N),Pmax=1KN(1000N),ΔP=0.2KN(200N),以后每增加載荷200N,記錄應(yīng)變讀數(shù)εi,共加載五級(jí),然后卸載。再重復(fù)測(cè)量,共測(cè)三次。取數(shù)值較好的一組,記錄到數(shù)據(jù)列表中。4.實(shí)驗(yàn)完畢,卸載。實(shí)驗(yàn)臺(tái)和儀器恢復(fù)原狀。7.實(shí)驗(yàn)記錄表格載荷P(N)應(yīng)變儀讀數(shù)ε[單位:μ(10-6)]ε1△ε1ε2△ε2ε3△ε3ε4△ε4ε5△ε5ε6△ε60——————-200-400-600-800-

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