材料力學實驗指導書(最新)_圖文

1、 實驗四 彎扭組合作用下薄壁圓筒的應力測定 NPU-1626 彎扭組合實驗裝置 一、概述 NPU-1626 彎扭組合實驗裝置是西北工業(yè)大學在“國家基礎力學教學基地” 建設項目中自行研制和開發(fā)的 15 種類型力學實驗教學裝置之一。在復雜受載情 況下，測定構件某一點的主應力和主方向，進而進行強度分析，是工程中經常遇 到的問題。此外，單獨測出處于組合變形情況下構件截面上的某一個內力，對于 分析或調整構件的受力也是必要的。 該裝置以工程實際中廣泛使用的薄壁圓筒為 對象， 采用絲杠手輪加力， 傳感器測力， 數字式測力儀顯示力值， 結構精巧實用， 測量精度高，操作方便、可靠，所能開出的實驗項目有： 1.測

2、定薄壁圓筒四個指定點上的主應力大小和主方向，并與理論值比較； 2.測定材料的彈性常數 E 、 G 、。(選作 二、組成 圖 1 NPU 一 1626 彎扭組合實驗裝置 1. 實驗臺架：薄壁圓筒；臺座；絲杠手輪加力裝置； 2.力傳感器； 3.SCLY- 數字式測力儀； 4.防護處理的應變片； 5.兩臺 JDY-型靜態(tài)電阻應變儀； 6.鋼木結構工作臺。 三、實驗指導書 1 實驗目的 測定薄壁圓筒四個指定點上的主應力大小和主方向，并與理論值比較； 2 實驗裝置和儀器 1） 實驗臺架； 2） 力傳感器； 3） SCLY-數字式測力儀； 4）防護處理的應變片； 5） 2 臺 JDY-型靜態(tài)電阻應變儀。

3、3.實驗原理和方法 薄壁圓筒彎扭組合實驗裝置如圖 1 所示。圓管試件的一端固定在支座上， 另一端通過直角拐臂、 鋼絲繩和手輪施加載荷。 手輪下的力傳感器與數字式測力 儀連接，可測出施加載荷的大小。在試件的統(tǒng)一橫截面上貼有 4 枚應變花，貼 片位置見圖 2 。各應變片的實測應變值由靜態(tài)電阻應變儀讀出。 圖 2 貼片位置(A,B,C,D圖 圓筒橫截面上的內力如圖 3 (a所示，內力為：T-扭矩， M-彎矩,FQ-剪力 (a (b 圖 3 圓軸橫截面上的內力及應變片黏貼方位圖 筒壁上任一點均為復雜應力狀態(tài)， 且主方向未知。 為了測出主應力和主方向， 在各測點貼上 45 度應變花。圖 3（b）為應變花

4、黏貼方位圖。 由材料力學可知，圓筒表面上的任意的主應變?yōu)椋?e 1 e 45 + e 45 2 = ± (e 45 e 0 2 + (e 0 e 45 2 e3 2 2 0 0 0 0 0 0 主應變或主應力方向為： a 0 = arctan e 45 e 45 2e 0 e 45 e 45 0 0 0 0 0 由廣義胡克定律，可求得主應力大小為： E s = (e 1 + me 2 1 1 m 2 E s 3 = (e 3 + me 1 1 m 2 以上關系可查閱有關材料力學理論。 4.實驗步驟 l ）測量圓筒試件的外徑 D 、內徑 d 、直角拐臂長度 L 和所測截面到直 角拐臂的距離 a ； 2 ）根據引線的編組和顏色，仔細識別引線與應變片的對應關系，按照單臂 橋的接法接入應變儀； 3 ）接通應變儀和測力儀電源，按照使用說明書分別校正和調零； 4 ）通過加載手輪施加一定的載荷，逐點檢測個各測點（也可只測某 2 個 點）應變花 3 個應變片的應變值 e 450 , e 00 , e 450 ，求出該測點主應力及其主方向； 5 ）卸去載荷，檢查數據，恢復儀器。 5.實驗結果處理 1 ）按理論解計算 A B C D 各點的應力分量與主應力； 2 ）根據實驗數據，計算 A B C D 各點的主應力和主方向； 3 ）比較其誤差。 6 注意事項