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弯扭组合实验

实验六 弯扭组合实验

一.实验目的和要求:

1.简易弯扭组合实验装置完成复合抗力下的应力、应变测定;

2.完成受弯扭组合作用的空心铝管其表面任何一点主应力大小和方向的测定,空心铝管某截面内由弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应变的测定。

二.实验设备

该装置见图1,它由空心铝管1(已经粘贴好应变片),力臂2,钢丝3,杠杆4,座体 5,等组成。试验时,加载时只需将砝码放在托盘上即可,共四级每级1.5千克左右作用在扇臂端的载荷值,扇臂端作用力传递至空心铝管上,空心铝管产生扭矩组合应变。

弯扭组合实验

弯扭组合实验

图1弯扭组合实验装置简图

空心铝管材料为铝合金,弹性模量E 为71GPa/m 2,泊松比μ为0.32。空心铝管截面尺寸见图 2(a ),图2(b )为空心铝管受力简图和有关尺寸。Ⅰ-Ⅰ截面为被测试截面,取2个被测点,位置见图2(a )所示的A 、B 在每个被测点上贴一枚应变片(-45o ,

0o ,45o )

,如图3(a )所示,共计6应变片。

弯扭组合实验

图2

1薄壁管

三.实验步骤

A )将仪器开关置开,预热10分钟,并检查该装置是否处于正常实验状态;

B )将应变片按实验要求接至应变仪;

C )应变仪清零;

D )对每片应变片用零读法,预调平衡或记录下各应变片的初读数;

E )分级加载,以每级1.47公斤,加至5.88公斤,记录各级载荷下各应变片的 应变读数(也可根据实验者需求,另定加载方案);

F )实验完毕,卸去载荷;

G )根据实验要求进行数据处理;

H )注意:每次实验完,必须卸载。

弯扭组合实验

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图3 四.实验内容及方法

(1)指定点的主应力大小和方向的测定

将Ⅰ-Ⅰ截面A 、B 两点的应变片R1~R3,R4~R6 按照单臂接法接入预调平衡箱,采用公共温度补偿片,加载后测得A 、B 两点的ε-45,ε0,ε45,已知材料的弹性常数可用下式计算主应力大小

()()]21)(21[1,24502045454521εεεεμεεμμσσ?+??±++?=??E (6-1) 主应力方向

()()

0454*******εεεεεεα????=??tg (6-2) 式中ε-45,ε0,ε45,分别表示与空心铝管轴线成-45o ,0o ,45o 方向上的应变。主应力大小和方向的测定,

(2)弯矩引起的应变的测定

弯矩引起的正应变的测定

用上下(即A 、B )两测点0o 方向的应变片按图3(b )所示组成半桥线路,测得A 、B 两处由于弯矩M 所引起的正应变

2i

M εε=

式中εi 为应变仪读数,εM 为由弯矩M 所引起的轴线方向的应变。