薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验
一.实验目的
1.用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向;
2.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.实验仪器和设备
1.弯扭组合实验装置;
2.YJ-4501A/SZ静态数字电阻应变仪。
三.实验原理
薄壁圆管受力简图如图1所示。薄壁圆
管在P力作用下产生弯扭组合变形。
薄壁圆管材料为铝合金,其弹性模量E
为72 GNm2, 泊松比μ为0.33。薄壁圆管截 图1
面尺寸、如图2所示。由材料力学分析可知,该截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩。Ⅰ-Ⅰ截面现有A、B、C、D四个测点,其应力状态如图3所示。每点处已按 –450、00、+450方向粘贴一枚三轴450应变花,如图4所示。 图2 图3 图4
四.实验内容及方法
1. 指定点的主应力大小和方向的测定
薄壁圆管A、B、C、D四个测点,其表面都处于平面应力状态,用应变花测出三个方向的线应变, 然后运用应变-应力换算关系求出主应力的大小和方向。若测得应变ε-45、ε0、ε45 ,则主应力大小的计算公式为
??4522???0??0??45?
??1E?1?????45??
45??1???2??31???22
1
主应力方向计算公式为
tg2????45??45?45???45 或 tg2??? 2?0???45??45?0???45??45??02. 弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应力的测定
a. 弯矩M引起的正应力的测定
只需用B、D两测点00方向的应变片组成图5
(a)所示半桥线路,就可测得弯矩M引的正
应变 ?M??Md
…… …… 余下全文