文档介绍：实验力学实验报告
姓名：耿臻岑
学号：130875
指导教师：郭应征
实验一薄壁圆管弯扭组合应力测定实验
一、实验目的
用应变花测定薄壁圆管在弯扭条件下一点处的主应力和主方向
测定薄壁圆管在弯扭组合条件下的弯矩、扭矩和剪力等内力
进一步熟悉和掌握不同的桥路接线方法
初步了解在组合变形情况下测量某一内力对应应变的方法
二、实验设备
电阻应变仪YJ-28
薄壁圆管弯扭组合装置，见图1-1
本次实验以铝合金薄壁圆管EC为测试对象，圆管一段固定，另一端连接与之垂直的伸臂AC，通过旋转家里手柄将集中荷载施加在伸臂的另一端，由力传感器测出力的大小。荷载作用在伸臂外端，其作用点距圆通形心为b，圆通在荷载F作用下发生弯扭组合变形。要测取圆筒上B截面〔它到荷载F作用面距离为L〕处各测点的主应力大小和方向。试样弹性模量E=72GPa，泊松比μ=，详细尺寸如表1-1
图1-1 薄壁圆筒弯扭组合装置
表1-1 试样参数表
外径D(mm)
内径d(mm)
b(mm)
L(mm)
40
34
200
300
三、实验原理
1、确定主应力和主方向
平面应力状态下任一点的应力有三个未知数〔主应力大小与方向〕。应用电阻应变仪应变花可测的一点沿不同方向的三个应变值，如图1-2所示的三个方向的应变。根据这三个应变值可以计算出主应变的大小和方向。因而主应力的方向也可确定〔与主应变方向重合〕
图1-2 应变花示意图图1-3 B、D点贴片位置示意图
2、测定弯矩
在靠近固定端的下外表D上，粘一个与点B一样的应变花，如图1-3所示。将B点的应变片和D点的应变片，采用双臂测量接线法〔自补偿半桥接线法〕，得：
图1-4 测点A贴片位置示意图
3、测定扭矩
当圆管受扭转时，A点的应变片和C点的应变片中45°和-45°都沿主应力方向，示意图如图1-4，但两点的主应力大小却不一样，由于圆管是薄壁结构，不能忽略由剪力产生的弯曲切应力。A点的应变片扭转切应力与弯曲切应力的方向一样，故切应力相加；C点的应变片扭转切应力与弯曲切应力的方向相反，故切应力相减。由应力-应变关系〔按四臂测量接线法〕可以得到：
4、测定剪力
原理与测扭矩一样，也采用A、C点的应变片，由应力-应变关系得到：
四、实验数据
A点的主应力测量
读数应变
载荷
A
A
-450
00
450
-450
00
450
P
(N)
∆P
(N)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
50
0
0
0
0
0
0
100
77
2
-73
76
2
-72
150
77
2
-73
76
2
-72
100
77
1
-72
78
1
-74
250
154
3
-145
154
3
-146
100
77
1
-73
76
1
-71
350
231
4
-218
230
4
-217
100
77
2
-71
77
2
-72
450
308
6
-289
307
6
-289
(με)
77

-

-
2、C点的主应力测量
读数应变
载荷
C
C
-450
00
450
-450
00
450
P
(N)
∆P
(N)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
ε
(με)
∆ε
(με)
50
0
0
0
0
0
0
100
45
-1
-42
45