[學(xué)習(xí)]彎曲、彎扭組合實(shí)驗(yàn)講義

1、測(cè)定矩形截面梁純彎曲時(shí)沿其橫截面高度方向的正應(yīng)力分布規(guī)律，驗(yàn)證純彎曲正應(yīng)力公式。,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)三、梁的彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn),二、實(shí)驗(yàn)裝置,WQ-5型彎曲梁實(shí)驗(yàn)裝置,單軸電阻應(yīng)變片,YJ-4501A靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀,梁的彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)原理和方法,在梁的AC、DB兩段內(nèi)，各橫截面上既有剪力又有彎矩，這種彎曲稱(chēng)為剪切彎曲(或橫力彎曲)?！?在梁的CD段內(nèi)，各橫截面上只有彎矩而無(wú)剪力，這種彎曲稱(chēng)為純彎曲。,三、簡(jiǎn)支梁受力分

2、析,,,(C),Q圖,M圖,,σmax,σmax,應(yīng)變片粘貼,如圖所示，沿梁的橫截面高度已粘貼一組應(yīng)變片1～7號(hào)。另外，8號(hào)應(yīng)變片粘貼在梁的下表面與7號(hào)應(yīng)變片垂直的方向上。當(dāng)梁受載后，可由應(yīng)變儀測(cè)得每片應(yīng)變片的應(yīng)變，即得到實(shí)測(cè)的沿梁橫截面高度的應(yīng)變分布規(guī)律，由單向應(yīng)力狀態(tài)下的虎克定律公式，可求出實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值。實(shí)驗(yàn)應(yīng)力值與理論應(yīng)力值進(jìn)行比較，以驗(yàn)證純彎曲梁的正應(yīng)力計(jì)算公式。若實(shí)驗(yàn)測(cè)得應(yīng)變片7和8號(hào)的應(yīng)變 和 滿(mǎn)足

3、 則證明梁彎曲時(shí) 近似為單向狀態(tài)，即梁的縱向纖維間無(wú)擠壓的假設(shè)成立。,,電橋接法—單臂半橋,是在AB 橋臂上接工作應(yīng)變片，由于只有八個(gè)工作應(yīng)變片，因此，要八個(gè)惠斯登電橋；BC 橋臂上接補(bǔ)償應(yīng)變片，當(dāng)用一個(gè)補(bǔ)償片補(bǔ)償多個(gè)工作片時(shí)，稱(chēng)此接線(xiàn)方法為公共補(bǔ)償接線(xiàn)法；各測(cè)量通道的C 接線(xiàn)柱用短接片短接。,7,應(yīng)變電橋的接法—組橋,單臂測(cè)量：,應(yīng)變儀讀數(shù)：,1.打開(kāi)電阻應(yīng)變儀和加載裝置電源開(kāi)關(guān) 。2.選擇

4、半橋公共補(bǔ)償，設(shè)定靈敏系數(shù)K值 和應(yīng)變片電阻值R。3.將八個(gè)工作片按要求接入應(yīng)變儀相應(yīng)的接線(xiàn)柱上，接好公共溫度補(bǔ)償片。,四、實(shí)驗(yàn)操作,4.逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)加載手輪加初荷載0.5KN ，依次對(duì)八個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行橋路平衡。5. 以ΔF=1KN為間隔，4級(jí)等量逐級(jí)加載，直至4.5KN為止。分別讀出并記錄各點(diǎn)的應(yīng)變值。注意：裝置只允許加5KN載荷，超載會(huì)損壞傳感器。 6.卸去荷載，使測(cè)力讀數(shù)為零，關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，拆去應(yīng)變儀上連接線(xiàn)。7.整理數(shù)據(jù)，將

5、理論值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。,1.應(yīng)變儀顯示屏上無(wú)讀數(shù)或者讀數(shù)不穩(wěn)定，檢查接線(xiàn) 是否完好，操作是否正確。2.進(jìn)行加載測(cè)量時(shí)不能再按下平衡鍵。3.加載要平穩(wěn)、緩慢，不要超過(guò)要求的最大值。4.需重復(fù)測(cè)量三次取平均值，減少測(cè)量誤差。,五、注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)四、彎扭組合變形主應(yīng)力的測(cè)定,掌握電阻應(yīng)變花的運(yùn)用用電測(cè)法測(cè)定平面應(yīng)力狀態(tài)下一點(diǎn)主應(yīng)力的大小及方向測(cè)定薄壁圓管在彎扭組合變形作用下，分別由彎矩和扭矩所引起的應(yīng)變,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

6、,二、實(shí)驗(yàn)裝置,,WN-5彎扭組合實(shí)驗(yàn)裝置,YJ-4501A靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變儀,三軸（ 45º 應(yīng)變花）,彎扭組合變形主應(yīng)力的測(cè)定,三、結(jié)構(gòu)示意圖,I-I截面受三種載荷作用,D=39mmd=34mm,Mn=FaM=FlQ=F,,,a=200mml=300mm,截面I-I上點(diǎn)B，受到彎矩M、扭矩Mn和剪力Q三種作用,第一，彎矩 彎矩M在截面上產(chǎn)生垂直于截面的正應(yīng)力，中性層之上為拉應(yīng)力，中性層之下為壓應(yīng)力，并

7、且B點(diǎn)拉應(yīng)力最大,第二，扭矩 扭矩Mn在截面上產(chǎn)生平行于截面的剪應(yīng)力，方向垂直于半徑，大小和它到圓心的距離成正比，并且B點(diǎn)剪切應(yīng)力最大,,,,第三，剪力 剪力Q在截面上產(chǎn)生平行于截面的剪切應(yīng)力，由于B點(diǎn)處在空心圓筒的頂端且是邊緣點(diǎn)，因此剪力Q在B點(diǎn)沒(méi)有剪切應(yīng)力,逆著Z軸向下投影,四．主應(yīng)力s 1 及s 3理論計(jì)算,I-I截面上的彎矩 M=FL 扭矩 Mn=Fa,取B點(diǎn)為研究對(duì)象，研究其應(yīng)

8、力狀態(tài),,,其中：,,,,,,將Ⅰ-Ⅰ截面B點(diǎn)應(yīng)變片按半橋接線(xiàn)法分別接入應(yīng)變儀，外接溫度補(bǔ)償片，加載后測(cè)得B點(diǎn)三個(gè)方向的線(xiàn)應(yīng)變測(cè)量值 、 、 。用下式計(jì)算主應(yīng)力大小和方向：,,,,,主應(yīng)力方向：,,,,,五、主應(yīng)力σ1 及σ3實(shí)驗(yàn)值計(jì)算,六、實(shí)驗(yàn)步驟,分別測(cè)定B點(diǎn)、D點(diǎn)的線(xiàn)應(yīng)變1．將被測(cè)點(diǎn)的三個(gè)應(yīng)變片引出線(xiàn)分別接到應(yīng)變儀的A1B1、A2B2、A3B3接線(xiàn)柱上，將補(bǔ)償塊上的一個(gè)溫度補(bǔ)償片的兩根引出線(xiàn)接到公共補(bǔ)償接線(xiàn)柱上，C接線(xiàn)柱用