彎扭組合實驗

彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形實驗1.概述

在機械工程中，常會遇到承受組合變形的構(gòu)件，例如：搖臂鉆床機架承受拉伸和彎曲組合變形，曲軸承受彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形。

彎曲扭轉(zhuǎn)組合變形時的主應(yīng)力測定實驗，是以產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形的構(gòu)件為例，介紹用電測法確定構(gòu)件一點應(yīng)力狀態(tài)的方法。2.實驗?zāi)康挠秒姕y法測定構(gòu)件在靜定條件下彎扭組合變形時一點主應(yīng)力的大小和方向，并將實驗值與理論值進行比較。掌握利用應(yīng)變實測和廣義胡克定律求主應(yīng)力3.實驗儀器和設(shè)備力學(xué)實驗裝置靜態(tài)應(yīng)變測力儀4.實驗梁的安裝示意圖該裝置用的試件采用無縫鋼管制成－空心軸。實驗時將7.拉壓力傳感器安裝在8.蝸桿升降機構(gòu)上擰緊，頂部裝上6.鋼絲接頭。觀察加載中心線是否與扇形加力架相切，如不相切調(diào)整1.緊固螺釘（共四個），調(diào)整好后用扳手將緊固螺釘擰緊。將5鋼絲一端掛入4.扇形加力桿的凹槽內(nèi)，搖動4.手輪至適當(dāng)位置，把鋼絲的另一端插入傳感器上方的鋼絲接頭內(nèi)。注意：扇形加力桿不與加載中心線相切，將導(dǎo)致實驗結(jié)果有誤差，甚至錯誤。彎扭組合梁的貼片當(dāng)豎向荷載P作用時，薄壁圓管發(fā)生彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形。A點所在截面的內(nèi)力有彎矩M、剪力Q、扭矩MT.因此該截面同時存在彎曲引起的正應(yīng)力σW，扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力τT（彎曲引起的剪應(yīng)力比扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力小得多，故在此不予考慮）。根據(jù)彎矩引起的正應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)引起的剪應(yīng)力在該截面上的分布規(guī)律，從A點取單元體，其中5.實驗原理顯然，A點處于平面應(yīng)力狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)理論，其主應(yīng)力大小和方向由下式?jīng)Q定為了用實驗的方法測定薄壁圓管彎曲和扭轉(zhuǎn)時表面上一點處的主應(yīng)力大小和方向，首先要在該點處測量應(yīng)變，確定該點處的主應(yīng)變ε1、ε3

的數(shù)值和方向，然后利用廣義虎克定律算得主應(yīng)力σ1，σ

3.

平面應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)變狀態(tài)要確定一點處的主應(yīng)變，需要知道該點處沿X,Y兩個相互垂直方向的三個應(yīng)變分量εx，εy，Υxy。由于在實驗中測量剪應(yīng)變很困難，而用電阻應(yīng)變片測量線應(yīng)變比較方便，所以通常采用測量一點處沿著與軸成三個已知方向的線應(yīng)變εa，εb，εc的方法，按下列方程組聯(lián)立求得εx，εy，Υxy。

三個選定方向上的線應(yīng)變xyA點為了簡化計算，往往采用互成特殊角度的三片應(yīng)變片組成的應(yīng)變花，本實驗用了45°應(yīng)變花。B點6.實驗步驟1.將傳感器連接到BZ2208-A測力部分的信號輸入端，打開儀器，設(shè)置儀器的參數(shù)，測力儀的量程和靈敏度設(shè)為傳感器量程、靈敏度。2.主應(yīng)力測量：將兩個應(yīng)變花的公共導(dǎo)線分別接在儀器前任意兩個通道的A端子上，其余各導(dǎo)線按順序分別接至應(yīng)變儀的1-6通道的B端子上，設(shè)置應(yīng)變儀參數(shù)。3.本實驗取初始載荷P0=0.2KN（200N），Pmax=1KN(1000N)，ΔP=0.2KN(200N)，以后每增加載荷200N，記錄應(yīng)變讀數(shù)εi，共加載五級，然后卸載。再重復(fù)測量，共測三次。取數(shù)值較好的一組，記錄到數(shù)據(jù)列表中。4.實驗完畢，卸載。實驗臺和儀器恢復(fù)原狀。7.實驗記錄表格載荷P(N)應(yīng)變儀讀數(shù)ε[單位：μ(10-6)]ε1△ε1ε2△ε2ε3△ε3ε4△ε4ε5△ε5ε6△ε60——————-200-400-600-800-