弯扭组合实验(ZT-2011).ppt

实验结束后，卸去构件上施加的载荷，从应变仪上取下应变片的连接导线，降低支座高度，关闭仪器电源。 材料力学实验 * Xi’an Jiaotong University 相同材料 不同材料粘合为一体 不同材料 应 变 应 力 应 变 应 力 应 变 应 力 应 力 应 变 应 变 应 力 组合梁弯曲实验报告讲评 静定/静不定 弯扭组合变形时的主应力测定 1. 概 述 在机械工程中，常会遇到承受组合变形的构件，例如：摇臂钻床机架承受拉伸和弯曲组合变形，曲轴承受弯曲和扭转组合变形。 弯曲扭转组合变形时的主应力测定实验，是以产生弯曲和扭转组合变形的构件为例，介绍用电测法确定构件一点应力状态的方法。 2. 实验目的 用电测法测定构件在静定条件下弯扭组合变形时一点主应力的大小和方向，并将实验值与理论值进行比较。 学习电阻应变片在惠斯顿电桥中不同的组桥方法，测定正应力和切应力，并分析比较不同桥路的特点。 改变结构的约束形式，在静不定的条件下测定构件应力的变化，分析比较静定与静不定结构的特点。 3. 实验装置简图 O 6 （5） 2 （3） 1 a2 a1 a3 L B D 4 C A l F z x S y 4. 应变片的数量与粘贴方位 单向应力状态 二向应力状态，主应力方向已知。 二向应力状态，主应力方向未知。 α1 α2 α3 x y 0 工程中，常将三 个夹角取为定值，如 45°、60°、90°等。 一个测点贴片数量及方位的确 定，取决于该点的应力状态。 应变花 5. 应力应变分析 确定测点应力状态 空心圆轴产生弯扭组合变形 在A点取一个单元体 弯曲变形产生的正应力σx 扭转变形产生的切应力τxz 平面应力状态、主方向未知 需要粘贴三个应变片 O 6 （5） 2 （3） 1 a2 a1 a3 B D 4 C A l F z x S y B R6 R4 R5 -45° 45° -45° A R3 R1 R2 45° 应变片布置图 O 6 （5） 2 （3） 1 a2 a1 a3 B D 4 C A l F z x S y 应变片1、4均平行于X轴 应变片2、3及5、6则分别 与X 轴成±45°角 应变应力关系 -45° A R3 R1 R2 45° B R6 R4 R5 -45° 45° 应变片只能感受构件 表面某一点的线应变 A、B 两点0°、45°、-45°方向的线应变为： 组桥方案 B C D E A 多种内力 因素引起 综合应变 测点应力 应变关系 合理贴片 邻臂相减 对臂相加 指定的、只受 一种内力因素 影响的应变量 合理组桥 接桥方式 半桥接桥方式 在两个桥臂上接入应变片，另外两 个桥臂上接入仪器内部的固定电阻。 B C D E A 全桥接桥方式 在四个桥臂上都接入应变片。 方案2 方案3 方案1 消除温度影响，测出σ x 。 排除τxz ，消除温度影响，测出σ x 。 排除τxz ，测出σ x ，不能消除温度影响。 举例：用半桥方式求正应力σ x 6. 实验装置与仪器 BWQ-2分体式弯扭组合实验台 拉压力传感器 加载手轮 专用支座 滚珠轴承 空心圆轴 应变片 连接导线 扇形臂与钢丝绳 CM-1L应变力综合测试仪 功能键 力值显示 应变片接线通道 应变读数显示 力传感器输入接口 电源开关 机号显示 7. 实验步骤 打开电源开关，仪器自检， 机号显示闪烁，点击“确定”。 设定应变片灵敏系数K。 按下“K值设置”键，查看或 修正K值。 用数字键设定K值。 完成后再次按下“K值设置” 键，自动退回到测量界面。 组桥方案。自己设计组桥方案，并画 出组桥图，组桥方案应包括： 用半桥和全桥接法测定弯曲正应力σx。 用半桥和全桥接法测定扭转切应力τxz。 全桥 半桥 全桥 半桥 纯扭转 （με） 静不定 （με） 静定 （με） 组桥方案 接桥方式 测试项目 半桥接线 选择两个应变片，在5～8通道中任选一个通道（例如6通道），分别将应变片的连接导线接在这个通道的AB及BC之间。 在5～8通道接半桥 全桥接线 选择四个应变片，在1～4通道中任选一个通道（例如2通道），分别将应变片的连接导线接在这个通道的AB、BC、CD、 DA之间。 在1～4通道接全桥 加载、读取应变值。 实验工况1：静定结构 初载荷F1=100N, 初应变ε1，应变清零。 末载荷F2=400N, 读出应变值ε2。 加初载应变清零，加末载读取应变。 接线，确定圆轴不受力，进行应力清零、应变清零。 将专用支座安放在构件的滚珠轴承处，使构件成为静不定