實(shí)驗(yàn)一----彎扭組合變形.docx

《實(shí)驗(yàn)一----彎扭組合變形.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、彎扭組合變形的實(shí)驗(yàn)報(bào)告力學(xué)-938小組一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)定薄壁圓管表面上一點(diǎn)的主應(yīng)力；2.驗(yàn)證彎扭組合變形理論公式；3.掌握電阻應(yīng)變片花的使用。二．實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀表1.靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀；2.彎扭組合試驗(yàn)臺(tái)。三．實(shí)驗(yàn)原理與分析1.實(shí)驗(yàn)計(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示：在D點(diǎn)作用一外力，通過(guò)BD桿作用在C點(diǎn)，同時(shí)產(chǎn)生彎矩和扭矩；2.應(yīng)變測(cè)量常常采用電阻應(yīng)變花，把幾個(gè)敏感柵制作成特殊夾角形式，組合在同一基片上。本實(shí)驗(yàn)采用直角應(yīng)變花，在A，B，C，D四點(diǎn)（這四點(diǎn)分別布置在圓管正前方、正上方、正后方，正下方）上各貼一片，分別沿，，方向，如圖所示。

2、測(cè)量并記錄每一點(diǎn)三個(gè)方向的應(yīng)變值、、。正上方和正下方（B、D點(diǎn)）處于彎扭組合情況下，同時(shí)作用有彎曲正應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，其中彎曲正應(yīng)力上端受拉，下端受壓，而前方和后方由于彎矩作用產(chǎn)生的切應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切應(yīng)力，所以可以忽略不計(jì)，這樣，在前后位置只受扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。1.理論應(yīng)變的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單推導(dǎo)彎曲正應(yīng)力計(jì)算公式：；（1）扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力計(jì)算公式：；（2）根據(jù)（1）（2）式可計(jì)算出理論上作用在每點(diǎn)的應(yīng)力值。由應(yīng)力狀態(tài)理論分析可知，薄壁圓管表面上各點(diǎn)均處于平面應(yīng)力狀態(tài)。若在被測(cè)位置x,y平面內(nèi)，沿x,y方向的線應(yīng)變?yōu)椋魬?yīng)變?yōu)椋?/p>

3、根據(jù)應(yīng)變分析可知，該點(diǎn)任一方向的線應(yīng)變計(jì)算公式為：（3）將分別用，，代替，可得到x,y方向的應(yīng)變方程組：（4）由此，可得到解出每點(diǎn)、、值的公式：（5）另外，根據(jù)2中的分析，利用材料力學(xué)相關(guān)公式，可得，的理論計(jì)算公式為：（6）這樣，將（1）（2）（6）式代入到（5）式中，即可求解每點(diǎn)、、的理論值。1.將計(jì)算得到的理論值直接與測(cè)試儀上顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析誤差。一．實(shí)驗(yàn)步驟1.測(cè)量試件尺寸、加力臂的長(zhǎng)度和測(cè)點(diǎn)距力臂的距離，記錄試件的相關(guān)物理性質(zhì)；2.按測(cè)試要求，將所測(cè)各點(diǎn)的應(yīng)變片接入電阻應(yīng)變儀，并調(diào)整好所用儀器設(shè)備；3.試

4、驗(yàn)加載，根據(jù)薄壁圓管尺寸及許用力，采用初始值為100N，逐級(jí)加載100N，最大值500N的加載方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；4.依次記錄各點(diǎn)相應(yīng)的應(yīng)變值；5.完成試驗(yàn)后，卸除荷載，關(guān)閉電源，將所用儀器恢復(fù)到初始狀態(tài)；二．?dāng)?shù)據(jù)記錄與分析測(cè)點(diǎn)角度荷載/N理論值/1e-6實(shí)驗(yàn)值/1e-6誤差/1e-6上頂點(diǎn)B點(diǎn)　100-37.9-435.1200-75.8-8711.2300-113.6-13117.4400-151.5-17422.5500-189.4-21727.6　100114.21227.8200228.324516.7300342.

5、536926.5400456.649336.4500570.861948.2　100116.713013.3200233.326026.7300350.139140.9400466.652255.4500583.365470.7前頂點(diǎn)A點(diǎn)　100-77.3-9214.7200-154.5-18429.5300-231.8-27745.2400-309.1-36858.9500-386.3-46073.7　1000002000113000-224000-115000-11　10077.39113.7200154.51832

6、8.5300231.827442.2400309.136656.9500386.345972.7下頂點(diǎn)D點(diǎn)　100-116.7-13316.3200-233.3-26733.7300-350.1-40150.9400-466.6-53366.4500-583.3-66581.7　100-114.2-1205.8200-228.3-24112.7300-342.5-36118.5400-456.6-48023.4500-570.8-59928.2　10037.9446.120075.88913.2300113.613420

7、.4400151.517927.5500189.422434.6后頂點(diǎn)C點(diǎn)　100-77.3-846.7200-154.5-16712.5300-231.8-24816.2400-309.1-33020.9500-386.3-41225.7　1000-112000-33300022400011500022　10077.3824.7200154.51649.5300231.825018.2400309.133323.9500386.341730.7用excel分析實(shí)驗(yàn)值和理論值，可以得出，絕大部分實(shí)驗(yàn)值與理論值很靠近，個(gè)別

8、數(shù)據(jù)相對(duì)來(lái)說(shuō)誤差大一點(diǎn)點(diǎn)，但是整體誤差還是很小的，最大相對(duì)誤差為：，為了直觀，用Origin做出下面的對(duì)比圖：上圖中，紅色點(diǎn)代表實(shí)驗(yàn)值，而黑色點(diǎn)代表理論計(jì)算值，可以看出，兩組數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)以及點(diǎn)之間的距離是非常小的，大部分點(diǎn)都近似重合，誤差分析：1.理論計(jì)算時(shí)沒(méi)有考慮前后點(diǎn)由于彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力；2.實(shí)驗(yàn)加載時(shí)力度控制不