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薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 薄壁圆筒的弯扭组合变形 * 一、试验目的 2．用电测法测定平面应力状态下一点主应力的 大小及方向； 3．测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别 由弯矩、剪力和扭矩所引起的应力。 二、试验仪器 1．弯扭组合试验装置； 2．BZ6104多功能信号采集分析仪。 1．掌握电测应变花的运用 三、试验原理 1．应变片的类型 应变片可以测量一个方向上的线应变，那么要测量多个方向上的应变就必须使用应变化，所谓应变化，实际就是多个应变片的组合（把它们同时贴在一个基底上） 常用应变片有几种类型： 0、45、90度应变花 0、60、120 度应变花 0、90、135度应变花 2．结构示意图 a b P I I I-I截面 d D I-I截面受三种载荷作用 D=80mm d=70mm Mn=Pa M=Pb Q=P a=500mm b=250mm 300)mm a b P I I I I I I 第一步：将载荷P向II-II截面简化 P I I I I I I Mn III III 截面III： 载荷P 截面II： 载荷P 扭矩Mn(Pa) 第二步：将载荷P由II-II截面向I-I截面简化 P I I I I I I Mn P I I Mn M 截面II： 载荷P 扭矩Mn(Pa) 截面I： 载荷P 扭矩Mn(Pa) 弯矩M（Pb) 因此，截面I-I上一点A，受到弯矩M、扭矩Mn和剪力P三种作用 第一，弯矩 弯矩M在截面上产生垂直于截面的正应力，中性层之上为拉应力，中性层之下为压应力，并切A点拉应力最大 σmax A 第二，扭矩 扭矩Mn在截面上产生平行于截面的剪应力，方向垂直于半径，大小和它到圆心的距离成正比，并且A点剪切应力最大 τmax A 第三，剪力 剪力P在截面上产生平行于截面的剪切应力，由于A点处在空心圆筒的顶端且是边缘点，因此剪力P在A点没有剪切应力 s x s x t xy t xy s x s x t xy t xy 取A点处的一个单元体来分析其应力状态 左右平面——有弯矩产生正应力s x;和扭矩产生的剪切应力txy, 前后平面——只有扭矩在前后平面产生的剪切应力txy,（剪切应力互等定律） 上下平面——既没有正应力s也没有剪切应力t,（因此，属于平面应力状态） 3．应力状态分析 s x s x t xy t xy A s x s x t xy t xy 逆着Z轴向下投影 4．主应力s 1 及s 3理论计算 I-I截面上的弯矩 M=Pb I-I截面上的扭矩 Mn=Pa 取A点为研究对象，研究其应力状态 其中： s x t xy s x t xy 5．主应力s 1 及s 3电测方法 1） ?x 和?xy 的求解 由于要求出最大主应力?1和最小主应力?3，必须先求出?x和?xy（ ?y =0） 根据广义胡克定律有： 三个方程可以求解两个未知数?x和?xy（ ?y =0）,但?x ,?y和 ?xy必须为已知。 2） ?x ,?y和 ?xy 的求解 由于应变片只能测量某一个方向的线应变?， 而不能测量角应变? ，因此，必须借助任意角度线应变公式转换 根据任意?角度方向上的线应变公式 ： 由于求解三个未知数?x ,?y和 ?xy，需要三个方程，因此，必须建立三个联系方程进行求解，可令?=0，45，90度（0，60，120度）（0，90，135度） 这样只要测量三个方向上的线应变，带入公式就可以得到?x ,?y和 ?xy 3） 求解步骤 测量? ?1 ， ? ?2 和? ?3 算出?x ,?y和 ?xy 算出?x和?xy（其中： ?y =0） 要求出最大主应力?1和最小主应力?3 测量角度的选择应注意： a.角度应该取得比较特殊 b.考虑市场上是否有这样的应变花 6．弯矩M和扭矩MN 的测量 注：?x 和?xy取载荷P=650N时的值代如公式 四、步骤 1、连接工作片（观察使用的通道号），由于只有三个工作应变片