文档介绍：实验应力分析实验报告实验课题1框架实验【简介】本实验主要测量框架中的各截面上的内力及其分布规律。这是一个矩形截面的平面框架,结构对称。受力情况为对角支承,另一对角加一对垂直框架平面的外力,受力反对称。因此,这是一个平面框架空间受力的模型,是一个外力平衡并静定、反对称垂直作用于框架平面上,内力属于多次静不定的问题。【摘要】框架是工程中常见的结构形式。试验用的框架是个简化的模型,是从大量试验问题中简化而来的。譬如,汽车车架、大型龙门刨床身、封闭式锻压机床身等。本实验的内容是通过测定一个典型的平面框架在反对称的垂直载荷作用下矩形截面杆件沿杆的轴向的内力分布情况。框架实验的特点在于它既能较好地贯穿材料力学与电测法的理论与实际,又有相当难度和广度,从而达到综合训练、提高的目的。它涉及到材力中有关剪切、弯曲、非圆截面扭转、复合抗力、空间静不定结构的强度与刚度等基本的、主要的理论部分内容;同时它又涉及到测定杆件结构系统内力的电测法基本的核心内容。一、实验目的 ,掌握用实验的方法测量复杂构件的内力及其分布规律; ,掌握多点接线测量的方法,进一步熟悉电阻应变仪的电桥原理和提高独立安排与进行大型综合实验的能力; ,了解框架受力后的变形形态。二、实验装置与仪器设备 3818静态应变仪一套,量程±9999,精度1微应变。 ,量程0~10mm,精度1%。。三、实验原理框架属于封闭回路结构。特点是外力全部已知静定,而内力确定不了,属于内力超静定问题。解静不定问题测内力,首先应根据框架的对称结构的特点,找出对称轴与反对称轴。利用结构和载荷的对称性与反对称性分析哪些内力分量存在,哪些内力分量不存在,从而降低静不定的次数。静不定框架内力测量的思路为:根据内外力的平衡条件和变形条件来判断有几个内力→内力的分布特征→内力图→应力状态→布片方案。根据对框架受力和变形分析可知:由于外力垂直加在框架平面上,根据“平面外载荷只能引起平面外的内力分量,不会引起平面内的内力分量”的条件。可以判定在框架平面内的内力分量都为零。框架是平面封闭结构,结构对称;载荷是空间外力,受力反对称。支撑条件,在框架一对角加力,在另一对角支撑,加载横梁与框架间,支座与框架间均通过钢球传递载荷,可忽略摩擦力的影响。利用平面结构空间受力简化内力。一般情况下,平面结构空间受力在截面上可能存在有六个内力:三个集中力,三个弯矩。当只存在有垂直作用于平面上的集中力时,躺在平面(X-Y)上的内力将不复存在,即N,Qy,Mz不存在,只剩下Mx,My,Qz。反对称内力的特点。对于结构对称,受力反对称问题,从弯矩图和剪力图上可看出弯矩和剪力相对于轴是反对称的。所以我们可以判断出: ,内力也一定要满足反对称性; ,又要满足作用力反作用力的条件,弯矩一定在力的反对称轴处为0。框架受力简化。要想利用对称、反对称的性质判断框架各杆上的内力,截面必须选在点E、F、G、H处截开。既然外力反对称,内力也一定要满足反对称。因此我们只要分析清楚CF段的内力情况,利用反对称性BF段的内力情况立刻就明白了,BC段的内力分布清楚后,AD段的内力分布马上也就随之清楚了。同理只要分析清楚CG段的内力后,相应的CD段,AB段也就清楚了。所以说我们只需要分析清楚?个框架就可以了。分析的步骤:F(G)点(反对称点)?C点(角点)?CF(CG)段??个框架在反对称轴上F点截面内存在的内力。在反对称轴的两侧截面上的内力分量应满足以下条件: 错误!未找到引用源。满足作用力与反作用力条件;错误!未找到引用源。满足力的平衡条件;错误!未找到引用源。满足力的反对称性。不满足的内力一定等于零。可以看出在反对称截面上My不满足(应为0),只有Mx和Qz存在。但要注意离开反对称截面后将马上会存在由剪力Qz引起的弯矩My。由F点确定剪力与弯矩的方向。给定F点上剪力Q的方向?平衡条件?得到Δ杆另一端剪力Q方向?确定弯矩My的方向?作用力反作用力?截面另一侧上的内力方向?下图角点(c点)平衡条件判断框架内力。角点平衡,认为尺寸趋近于0。由平衡条件: Mxa=Myc因此可以得到,长短杆上的内力分量在角点(C)处是满足平衡条件的。三个内力分量都存在。根据力的平衡条件判断框架杆上CF段的内力。由角点C的内力方向,利用作用力反作用力的规则可得到,CF杆在C点附近截面上的内力的方向;同理由反对称点F的内力方向可得到,CF杆在F点附近截面上的内力方向;通过观察可得到在CF杆上剪力,扭矩可自身相互平衡,CF杆两端的弯矩不相等,自身不能相互平衡,在CF杆上又没有外力作用,因此只能和