图1该截面上的内力有弯矩、剪力和2丙D-——图图2_45+845)v2_45薄壁圆管弯扭组合变形应变测定实验一．实验目的1．用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向；2．测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别由弯矩、剪力和扭矩所引起的应力。二■实验仪器和设备1.弯扭组合实验装置；2.YJ-4501A/SZ静态数字电阻应变仪。三■实验原理薄壁圆管受力简图如图1所示。薄壁圆管在P力作用下产生弯扭组合变形。薄壁圆管材料为铝合金，其弹性模量E为72GN2,泊松比"为0.33。薄壁圆管截面尺寸、如图2所示。由材料力学分析可知，扭矩。I-I截面现有A、B、C、D四个测点，其应力状态如图3所示。每点处已按-45。、0。、+450方向粘贴一枚三轴45。应变花，如图4所示。四．实验内容及方法1.指定点的主应力大小和方向的测定薄壁圆管A、B、C、D四个测点，其表面都处于平面应力状态，用应变花测出三个方向的线应变，然后运用应变-应力换算关系求出主应力的大小和方向。若测得应变£、£、£，则主应力大小的计算公式为-4504530pYDI-I902T图00452.ab£-£tg2a二45-45\£-£丿一0-£0—45450弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应力的测定弯矩M引起的正应力的测定或tg2a二只需用B、D两测点0。方向的应变片组成图5££=—MdM2然后由虎克定律可求得弯矩M引起的正应力E£Q=E£=Md应扭矩Mn引起的剪应力的测定用A、C两被测点-450、450方向的应变片组成图4甑、岁RSvDD(a)B(b)图(b)所示全桥线路，可主应力方向计算公式为测得扭矩Mn在45。方向所引起的线应变£=片n4由广义虎克定律可求得剪力Mn引起的剪应力E£G£T二nd—n4(1+卩丿2c.剪力Q引起的剪应力的测定用A、C两被测点-45。、45o方向的应变片组成图5(c)所示全桥线路，可测得剪力Q在45。方向所引起的线应变££——QdQ4由广义虎克定律可求得剪力Q引起的剪应力E£G£T—Qd—Q4(1+卩丿2五．实验步骤1.接通测力仪电源，将测力仪开关置开。2.将薄壁圆管上A、B、C、D各点的应变片按单臂(多点)半桥测量接线方法接至应变仪测量通道上。3.预加50N初始载荷，将应变仪各测量通道置零；分级加载，每级1OON,加至450N,记录各级载荷作用下应变片的读数应变，然后卸去载荷。4.按图5各种组桥方式，从复实验步骤3，分别完成弯矩、扭矩、剪力所引起应变的测定。BBD:六．实验数据及结果处理实验数据1应变片灵敏系数K=2.23、读数应变AB-45。（R）10o（R）245o（R）3-45o（R）40o（R）545o（R）6P（N）AP（N）S（憾）（匹）S（憾）（阴）S（阴）（陆）S（匹）（陆）S（憾）（闷S（憾）（陆）50000000100990-98127165-21150990-98127165-21100980-97121162-232501970-195248327-44100990-94126162-233502960-289374489-671001002-95124164-224503962-384498653-892d均（陆）990.5-96124.5162.3-22.3实验数据1续读数应变载荷'CD-45o（R）70o（R）845o（R）9-45o（R）100o（R）1145o（R）12P（N）AP（N）S（憾）（匹）S（憾）（阴）S（匹）（陆）S（匹）（闷S（憾）（闷S（憾）（陆）5000000010051-2-5422-165-12815051-2-5422-165-12810050-4-5423-164-129250101-6-10845-329-25710051-2-5421-162-129350152-8-16266-491-38610051-2-5221-163-130450203-10-21487-654-516山d均血）50.8-2.5-53.521.8-163.5-129实验数据2及结果主应力被测点ABCD◎\M/丿1m2/\4.7212.72.681.54◎\MN丿3'm2-5.36-1.72-2.97-12.89a^度)0G1133.90-16.7o134.4o1o7.22o(J343.9o73.3o44.4o17.22o七．思考题1.测定由弯矩、剪力、扭矩所引起的应变，还有哪些接线方法，请画出测量电桥的接法。a.测量弯矩引起的应变，还可以用R5或R11与补偿片组成单臂半桥，见图（a）;b.测量扭矩引起的应变见图（b）；Ia.J实验结果弯扭组合实验理论计算薄壁圆管截面尺寸、受力简图如图所示iYI-I截面A、B、C、D各点主应力大小和方向计算：I-I截面作用的力有剪力Q=P=100(N)扭矩M=0.2P=20(N・m)n弯矩M=0.3P=30(N・m)I-I截面几何性质RRp(bRBRRi(R*R朴准片丿B只&C.测量剪力引起的应变见图(C)；BRRccRRCR-i出卜偿片耳卜偿片R?(K3)R补偿以vR扌卜2.本实验中能否用二轴450应变花替代三轴450应变花来确定主应力的大小和方向？为什么？本实验中A、C两点可...
