槽型悬臂梁弯曲中心的确认及应力分布概要.doc

生产与科研实习报告 槽形悬臂梁应力测试及弯曲中心的确定 小组成员： 指导老师： 时 间：2016年9月11日 一. 实验目的： 该实验是一个工程实际问题的模拟，是以前师兄师姐们做过的一个实验。我们本次的主要任务包括： 利用力学理论对槽形悬臂梁进行应力分析，计算出槽型梁能承受的最大力； 确定加载方案； 确定贴片方案和测试方案； 进行实验加装和测量； 5、分析数据，并根据分析结果确定弯曲中心。 二．实验仪器设备： 仪器：1、手动加载仪； 2、DH3818静态应变测试仪； 材料：三轴45°应变花若干、导线若干。 图1 三、实验原理： 槽型钢的弯曲是开口薄壁截面的弯曲，理论分析和实验结果指出，对于非对称截面梁，荷载必须与梁的形心主轴平面平行的某一特定平面内，才能保证梁只发生平面弯曲而不扭转。若外力作用在与此平面平行的另一平面内，则梁不但发生平面弯曲，而且还要发生扭转。 弯曲正应力 ： （1-1） 剪力引起剪应力： （1-2） （1-3） （1-4） 扭转引起剪应力： 槽型钢 （1-5） 由第三强度理论： 即 （1-6） 以荷载作用在槽钢翼缘的最边缘处时，来考虑加载力的大小，因为此处加力扭转剪应力最大。 计算：扭矩： T=Px( b’+e -5.3/2)=64.4P (N*mm) 弯矩： M=250P 剪力：Vy=P 扭矩在B点引起的剪力为： 得 由 根据第三强度理论计算： （1-7） 临界力： 四、布片方案： 在这八个点分别贴上应变花； 各个应变片的位置和贴片方式如图： 利用几个应变片的组合来测出我们所需要的数据。 五、弯曲中心的确认： 1、定义： 对于薄壁截面梁，若横向力作用在纵向对称面内，梁将发生平面弯曲。若横向力没作用在对称平面内，则力必须通过截面上某一特定的点，该点称为弯曲中心，且平行于形心主轴时，梁才能发生平面弯曲。否则，梁在发生弯曲的同时，还将发生扭转。 2、槽钢确定弯曲中心的方法： (1)　确定形心主轴。 (2)　设横向力垂直于形心主轴，并使梁产生平面弯曲，将横向力加载于5个不同点，利用全桥测出各自的扭转切应变。 (3)　以形心主轴为x轴，应变为y轴建立坐标系，代入数据并进行拟合直线，与x轴交点处即为弯曲中心。 六、实验步骤 1、根据布片方案找点贴片： 包括选点、打磨、贴片、布线、防护、路线检查。 2、加载实验。首先，进行接线。进行调平衡确定 所有点能正常工作。标定加载点，然后进行加载，分三级加载，1000N、2000N、3000N，同时卸载时也 在这三个载荷点记录数据。 七、接线方式： 1、弯矩计算（半桥）： 如图5所示的接线方式接线。 （1-8） （1-9） （1-10） 图5 弯矩计算接线示意图 图6 剪力计算接线示意图 2、剪力计算（全桥） 接线方式如图6所示。 3、扭矩计算（全桥）： 接线方式如图7所示。 图7 扭矩计算接线示意图 数据处理 原始数据 原始数据续表 弯曲中心的确定 3、弯矩： 实测弯矩平均值为193.1N·m，理论弯矩值为220N·m，相对误差12.24%，如表2所示。 4、剪力计算 实测剪力平均值为928.85N，理论剪力值1000N，相对误差7.11%，如表3所示。