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实验六
弯扭组合实验
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实验目的
测定空心圆轴试件上某一截面(贴有应变片处)所承受的弯矩和扭矩;
用电测法测定平面应力状态下某一点处的主应力大小和主平面的
方位角;
实验设备与仪器
微机控制电子万能试验机
静态电阻应变仪
学****电阻应变花的应用.
游标卡尺
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实验试件及装置
中碳钢空心圆轴试件的主要参数:
横截面设计尺寸:
材料屈服极限:
材料弹性常数:
外径:
内径:
形成扭矩的力臂:
形成弯矩的力臂:
图一弯扭组合实验装置
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实验原理与方法
(一)测定平面应力状态下一点处的主应力大小及主平面的方位角
弯扭组合承载状况下某一截面处上下两点微体的应力状态:
x
x
x
x
图二上表面微体的应力状态
图三下表面微体的应力状态
平面应变状态应变分析公式:
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如果我们沿着三个不同方向贴上三片应变片并用应变仪测出其各自的应变:,然后把它们代入上面的应变分析公式就可以得到一个三元一次方程组,从而解得、、。
*注意:应变片方向的选取不能有两片在同一条直线上
平面应变的主应变及其方位角计算公式:
或
由此我们可得到主应变及其方位角(建议使用单倍角公式)
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各向同性材料应力与应变关系满足广义胡克定律:
由公式我们可以得到主应力
应变花的种类及其选取原则
本实验选取0°,±45°三向应变花,从而可得:
将此结果代入上面的计算公式整理后可得:
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组桥选用四分之一桥:
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(二)空心圆轴试件上某一截面弯矩M的测定
轴向应力仅由弯矩产生,所以:
由广义胡克定律:
且
所以:
组桥选用半桥(或四分之一桥):
原理
其中
R0上
R0下
应变仪读数:
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(三)空心圆轴试件上某一截面扭矩T的测定
切应力仅由扭矩T产生,所以:
由广义胡克定律:
所以:
原理
组桥选用全桥(或半桥):
R-45上
R45上
R-45下
R45下
应变仪读数:
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