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F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
, 泊松比μ为0.33。薄壁圆管截面尺寸、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。
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
主应力方向计算公式为
或 
2. 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 
然后由虎克定律可求得弯矩M引起的正应力 
b. 扭矩T引起的剪应力的测定
用A、C两被测点-450、450方向的应变片组成图5（b）所示全桥线路，可测得扭矩T在450方向所引起的线应变 
由广义虎克定律可求得剪力T引起的剪应力 
c. 剪力FS引起的剪应力的测定
用A、C两被测点-450、450方向的应变片组成图5（c）所示全桥线路，可测得剪力FS在450方向所引起的线应变 
由广义虎克定律可求得剪力FS引起的剪应力 
五．实验步骤
1. 接通测力仪电源，将测力仪开关置开。
2. 将薄壁圆管上A、B、C、D各点的应变片按单臂（多点）半桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。
3. 预加50N初始载荷，将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级100N，加至450N，记录各级载荷作用下应变片的读数应变，然后卸去载荷。
4. 按图5各种组桥方式，从复实验步骤3，分别完成弯矩、扭矩、剪力所引起应变的测定。
六．实验数据及结果处理
实验数据1 应变片灵敏系数K=2.16
实验数据1续
P=100N时A、B、C、D各点实测的平均应变值
计算公式：
( 顺时针为负)
注（99.7是错的，应为89.7º）下面因此错的都要改过来。因未装公式编辑器所以未能直接纠错。
或 
或 
实验结果
实验数据2及结果
七．思考题
1．测定由弯矩、剪力、扭矩所引起的应变，还有哪些接线方法，请画出测量电桥的接法。
a．测量弯矩引起的应变，还可以用R5或R11与补 偿片组成单臂半桥，见图（a）；
b．测量扭矩引起的应变见图（b）；
c．测量剪力引起的应变见图（c）；
2．本实验中能否用二轴45 0应变花替代三轴45 0应变花来确定主应力的大小和方向？为什么？
本实验中A、C两点可以用二轴450应变花替代三轴450应变花，B、D两点不可以。因为，从理论上讲，A、C两点主应力方向是已知的，只要求主应力大小，两个未知数，只要用两个应变片就可以了。
3．本实验中，测定剪力FS引起的剪应力 时，是否有其他力的影响？若存在其他力的影响，请画出仅测定剪力FS引起的剪应力的布片图以及组桥接线图。
有弯矩引起的应变的影响。
A、C点布片方案如右图，组桥如左下图，这样可同时消除弯矩和扭矩的影响，测定的仅为FS剪应力引起的应变。
第二篇：弯扭组合变形实验报告
弯扭组合变形实验报告
水工二班 ## ##
一、实验目的
1用电测法测定薄壁圆管弯扭组合变形时表面任一点的主应力值和主方向，并与理论值进行比较。
2测定分别由矩和扭矩引起的应力
和
，熟悉半桥和全桥的接线方法。
二、实验设备
仪器名称及型号：静态电阻应变仪
精度：1μm
三、试件尺寸及有关数据
试件材料：铝合金 弹性模量：70GPa
泊松比μ=0.33 应变片灵敏系数K=2.20
试件外径D=40mm 试件内径d=36mm
自由端端部到测点的距离L=300mm 臂长a=200mm
试件弯曲截面系数
=2.16*
试件扭转截面系数
=4.32*
四、实验数据与整理
1.实测数据
计算结果：
Ⅰ=218.7με εⅡ=-88.7με
=
=14.9MPa 
=-1.3MPa
=13.7725MPa
=4.7072MPa
误差分析
思考题
1可以，因为主应力大小与方向是唯一的，不论应变片延哪个方向粘贴， 只要测出平面应力状态下的三要素，就可以计算出主应力的大小与主平 面方向。
2半桥自补偿法好，精度比半桥外补偿法高。
3不需要，因为采用的全桥测法已经将温度影响消除了。