文档介绍：: .
弯扭组合实验实验报告记录
作者:
日期:
CHINA
USER
材料力学实验
实验二弯扭组合试验
、实验目的
1 • 用电测法测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角;
2. 测定圆轴上贴有应变片截面上的弯矩和扭矩；
3. 学****电阻应变花的应用。
、实验设备和仪器
1. 微机控制电子万能试验机;
2. 电阻应变仪；
3. 游标卡尺。
三、试验试件及装置
弯扭组合实验装置如图一所示。空心圆轴试件直径 D0= 42mm ,壁厚t=3mm , h=200mm, b=240mm （如图二所示）；中碳钢材料屈服极限 J = 360MPa，弹性模量 E= 206GPa,泊松比卩=。
# / 14
材料力学实验
图一实验装置图
应变
P,圆轴处于弯扭组合变形状态,
四、实验原理和方法
图三
1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方
位角;
圆轴试件的一端固定，另一端通过一拐臂承受集中荷载
某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。
# / 14
材料力学实验
# / 14
材料力学实验
# / 14
材料力学实验
图四圆轴上表面
图五圆轴下表面
# / 14
材料力学实验
# / 14
材料力学实验
在圆轴某一横截面 A - B的上、下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片
方向分别沿0°和± 45°。
# / 14
材料力学实验
根据平面应变状态应变分析公式:
可得到关于
细-'sin。
2 2
(1)
£ x、£ y、Y xy的三个线性方程组，解得:
00
45° ；/5° 一；0°
xy
鼻5° 一 ’45°
由平面应变状态的主应变及其方位角公式:
xy
(3)
tg： o
xy
xy
或 tg 2a
2( ；x 一；min ) 2( ；max 一；y )
xy
(4)
将式（2）分别代入式（
3）和式（4）,即可得到主应变及其方位角的表达式。
对于各向同性材料，
应力应变关系满足广义虎克定律:
-1
(5)
# / 14
材料力学实验
# / 14
材料力学实验
由式（2）~（ 5），可得一点的主应力及其方位角的表达式为:
"EL* 雀「°「5° 2 • 「5°
tg2 °
45° 一 "45°
2 ；0° 一；45° 一；45°
# / 14
材料力学实验
# / 14
材料力学实验
(6)
°。、；45o和；45°的测量可用1/4桥多点测量法同时测出（见图六）
R —标准电阻R4 标准电阻
# / 14
材料力学实验
# / 14
材料力学实验
图六
# / 14
材料力学实验
2、圆轴某一截面弯矩 M的测量:
轴向应力厂仅由弯矩M引起，故有:
Wz
# / 14
材料力学实验
# / 14
材料力学实验
(10)
(8)
以某截面上应力最大的上点或下点作为测量点。测出
X方向应变片的应变值 £ X
根据广义虎克定律，可得：
1
；x （二 X - y）
E
又： by =0 （9）
由式（7）~（ 9）得到:
M = E Wz ；x
# / 14
材料力学实验
# / 14
材料力学实验
£ 0的测量可用1/4桥接法（见图七），也可采用半桥接法（见图八）
R —x方向应变片
Rjt 标；R电El Hi —标准电n
图
# / 14
材料力学实验
3、圆轴某一截面扭矩 T的测量:
切应力T X仅扭矩T引起，故有:
# / 14
材料力学实验
# / 14
材料力学实验
T
WP
根据广义虎克定律，可得:
-x — G ' xy — G ■( ； 45° ' : 45° )
由式(11