彎扭組合變形時(shí)內(nèi)力素的測(cè)定

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1、彎扭組合變形時(shí)內(nèi)力素的測(cè)定1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定薄臂園軸在載荷作用下，在危險(xiǎn)橫截面上產(chǎn)生的彎矩、扭矩、剪力。2.測(cè)定剪切彈性常數(shù)G。3.掌握電阻應(yīng)變儀的橋路連接方法。2儀器和設(shè)備1.50KN微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)。2．彎扭組合梁實(shí)驗(yàn)裝置。3．TS3861靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。4．游標(biāo)卡尺。3實(shí)驗(yàn)原理及裝置基本原理與上節(jié)相同，利用圖8－3上的應(yīng)變花，用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀組成不同橋路連接方法，來測(cè)取彎扭梁在組合變形時(shí)的內(nèi)力素。1.彎矩M的測(cè)定用上下（B、D）兩測(cè)點(diǎn)的0o片組成如圖9－1所示的半橋測(cè)量橋路，測(cè)得由彎引起的B、D兩點(diǎn)正應(yīng)變?yōu)椋?/2,為應(yīng)變儀的讀

2、數(shù)應(yīng)變。若薄壁園軸的彈性常數(shù)E及橫截面尺寸為已知，則根據(jù)所測(cè)得的值，用下式計(jì)算被測(cè)截面的彎矩M為：M=σ·Wz=E··Wz=·E·Wz………(9—1)式中：Wz為薄壁園軸橫截面的抗彎截面橫量。2.剪力的測(cè)定用A、C兩測(cè)點(diǎn)的+45o和-45o方向的四片應(yīng)變片組或圖9－2所示的全橋測(cè)量橋路，可測(cè)得剪力引起的剪應(yīng)變大小為：為應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變。若E、μ及橫截面尺寸為已知量，根據(jù)上面所測(cè)的值，用下式計(jì)算被測(cè)截面的剪力為：………（9—2）式中：A-薄壁園軸橫截面面積，-剪力引起的剪應(yīng)變。圖9－1彎矩測(cè)量橋路圖9－2剪力測(cè)量橋路圖9－3扭矩測(cè)量橋路3.扭矩Mn的測(cè)

3、定用A、C兩測(cè)點(diǎn)的-45o和+45o方向的四片應(yīng)變片組成如圖9－3所示的全橋測(cè)量橋路，可測(cè)得扭矩Mn引起的剪應(yīng)變大小為：為應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變。若薄壁園軸的彈性常數(shù)E、μ及橫截面尺寸為已知，則用下式計(jì)算被測(cè)截面的扭矩Mn為：………(9—3)式中：Wp-為薄壁園軸橫截面的抗扭截面橫量。4.確定剪切彈性常數(shù)G用I-I截面上計(jì)算出的扭矩，計(jì)算出扭矩引起的剪應(yīng)力理論值，代入剪切虎克定理公式（），既可得到剪切彈性常數(shù)G的實(shí)驗(yàn)值為：………（9—4）式中：-扭矩引起的剪應(yīng)變。而剪切彈性常數(shù)的理論值為：4實(shí)驗(yàn)步驟1.測(cè)量組合梁相關(guān)尺寸測(cè)量薄壁園管的內(nèi)外直徑、測(cè)量l（測(cè)點(diǎn)

4、到橫加載臂中線的垂直距離），測(cè)量L（加載點(diǎn)至園軸中心線的垂直距離），見圖8－1。2.加載方案根據(jù)材料的許用應(yīng)力，加載最大載荷為500N，采用等量加載法，既每次加100N，加5次。3.試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備用50KN微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)控制加載。雙擊桌面上WinWdw-PCI圖標(biāo)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)，點(diǎn)擊試驗(yàn)操作，點(diǎn)擊自動(dòng)程序，在控制程序窗口選擇彎扭組合內(nèi)力素程序，點(diǎn)擊新建試樣。4.儀器準(zhǔn)備將薄壁園軸I-I截面上應(yīng)變片連接的導(dǎo)線按不同的測(cè)試目的，接入應(yīng)變所選通道，組成不同的測(cè)量橋路，測(cè)彎矩接成半橋電路，測(cè)扭矩、剪力接成全橋電路。（參照?qǐng)D9－1、9－2、9－3）。5

5、.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊開始，每增加100N，在應(yīng)變儀通道上分別讀取彎矩、扭矩、剪力應(yīng)變值，記錄在表9－2中，一直加到500N為止，卸載檢查數(shù)據(jù)。表9－2載荷讀數(shù)應(yīng)變（με）P（N）彎矩εm剪力εQ扭矩εn100200300400500平均應(yīng)變（με）5實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理分別計(jì)算出下列數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)值和理論值，并計(jì)算它們的相對(duì)誤差加以分析：1．截面I-I上的彎矩、扭矩和剪力值。2．截面I-I上分別由彎矩、扭矩和剪力引起的最大應(yīng)力值。3．計(jì)算材料的剪切彈性常數(shù)G。6思考題1．采用上述三種不同橋路可以分別測(cè)出哪三種應(yīng)力分量。2．試推導(dǎo)2-3分式。