2002 年 8 月

1. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 2002年8月

2. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 • 工程背景 • 实验目的 • 实验装置及仪器设备 • 实验原理 • 思考题 • 实验步骤 • 实验结果分析要求

3. 圆管在弯扭联合作用下的 工件 内力图 Mk M 车刀 应力与内力的测量 工程背景 工厂中用于机械加工的车床、铣床等主轴就是一种典型的复合受力形式，主轴的内力——弯矩、扭矩、轴力等。

4. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 工程背景 汽车在崎岖道路上行驶时，车架处于复合受力状态下。 其内力有弯矩、扭矩。

5. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 工程背景 自行车的拐臂，由于脚踏板的受力点与拐臂不在同一中心线上，拐臂的内力既有弯矩，又有扭矩。

6. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 实验目的 1、学习电测实验的全过程。本实验从按实验要求制定贴片方案，粘贴电阻片、引线、编号到测量所贴电阻片的应变，以及用不同组桥方式分离内力的一整套实验过程都由同学自己来完成。 2、学习测定一点应力状态的方法。 3、学习利用各种组桥方式测量内力的方法。 4、学习电阻片的粘贴方法。 5、进一步熟悉电测法的基本原理与操作方法。

7. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 实验装置及仪器设备 4 3 6 P 5 7 3 支座； 4 电阻片； 5 圆管试件； 6 数字式电阻仪； 7 拐臂

8. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 布片方案图 1# 90。 2# 45。 上表面 3# 0。 4# 135。 5# 45。 下表面 6# 0。 7# 135。

9. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 一点应力状态分析 = +

10. 圆管在弯扭联合作用下的 Mx 应力与内力的测量 一点应力状态分析 45。 应力圆

11. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 利用单臂测量数据计算一点应力状态。 首先求出主应变：

12. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 求出主应变后，利用广义虎克定律计算出主应力：

13. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 计算主应力与轴线的夹角。

14. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 • 利用半桥、对臂、全桥等组桥方式，分别测出弯矩My、扭矩Mk有关的应变值。 • 每项测试内容的数据，需重复加卸载两次以上，以保证数据稳定可靠。

15. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 实验设备及测试仪器

16. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 实验内容 • 测量指定点A的应力状态，计算出主应力 ， 及主应力方向 并与理论值比较。 • 测定圆管某截面的内力并与理论值比较。

17. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 思考题 • 圆管受哪些内力作用，它们沿轴线是如何分布的。 • 画出指定点A,B的应力状态图。 • 测定弯矩及扭矩时，电阻片应如何布置，如何布置电阻片才能用各种组桥方式（半桥、对臂、全桥）分别测出与弯矩、扭矩有关的应变值。 • 选定布片截面位置的原则是什么?

18. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 实验步骤 布片： • 根据要求测定电阻片粘贴方案，并按§1述及的电阻片粘贴方法贴好电阻片、引出导线。 • 用万用表测量所贴各电阻片的阻值及电阻片的绝缘电阻。所贴电阻片阻值相差不得大于0.5Ω（包括补偿片）。绝缘电阻应大于50MΩ。 • 根据试件尺寸及材料性能确定加载方案（即初载P0及末载Pn的值）。 • 用单臂测量测定电阻片的应变值，每枚电阻片至少重复卸载两次，以保证数据稳定可靠。 • 采用不同的组桥方式分别测出与弯矩、扭矩有关的应变值。 加载：

19. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 实验结果分析要求 • 将各类原始数据整理成表格。 • 根据所测应变值计算主应力 ， 及主方向 并与理论值比较，计算相对误差。 • 根据各种组桥方式测出的应变，计算出弯矩与扭矩，并与理论值比较，计算误差。 • 对测量结果进行分析讨论，分析误差来源，比较各种组桥方式的利弊。 • 体会与收获

20. 圆管在弯扭联合作用下的 应力与内力的测量 实验原始数据 • 空心圆管的内外经自己测量。 • 加力点到测量截面的距离L，加力点到圆管中心的距离Lk,由同学自己测量。 • 初载荷P0=200N,末载荷Pn＝600N。 • 钢材的弹性模量E＝2.06×105MPa。 • 钢材的泊松系数＝0.28。 • 电阻应变仪灵敏系数K仪＝2.0。 • 电阻片灵敏系数K片＝2.08。 • 试验机加载速度 0.5mm/min。