弯扭组合正应力的测定Word格式.docx
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(2)确定主应力和主方向。
弯扭组合下,圆管的危险点处于平面应力状态。
对线弹性各向同性材料,主应变,
和主应力方向一致,由广义虎克定律可以得到主应力。
,
实测时,选定危险点,在危险点贴一个三向应变花,选定x轴,则三向应变花的
角分别为-450、00、450,用外补偿片R与工作片R0°
,R45°
,R-45°
,组成半桥,测出ε0°
ε45°
,ε-45°
应变。
将它们代入公式,得
把
代入广义虎克定律公式,便可以确定危险点的主应力,为
;
两个互相垂直的主方向,可以由下式确定
(3)测定弯矩
在靠近固定端的上表面危险点上贴一个三向应变花,圆管在轴向只有因弯曲引起的拉伸和压缩应变,且两者数值相等符号相反。
因此,将m点和m’点O0方向的应变片,或O0方向的应变片和外补偿片R组成半桥接线。
如果是O0方向的应变片和外补偿片R组成半桥接线,上式即是
式中
为温度应变,
为m点因弯曲引起的应变。
因此求得弯曲应力为
还可以由下式计算弯曲应力,即
令以上两式相等,便可求得弯矩为
(4)测定扭矩
当圆管受弯扭组合时,上下和内外侧四点的纯扭转应变相等。
在内外侧因为弯曲应变为零,是纯扭转状态。
纯扭转状态在与轴向成450方向的主应力,应等于扭转剪应力。
选定一点贴一个450应变花,内外侧同向的两个片组成半桥,则
这里
即扭转时的主应变,代入虎克定律
因为扭转时的主应力
与切应力
相等,故有
由以上两式求得扭矩T为:
3.试剂及仪器设备
弯扭组合试验台;
YE2538静态数字电阻应变仪
4.实验步骤
组桥接线;
应变仪的准备;
实验开始(按指导书进行)
5.实验数据及其处理
(1)实验数据:
试样尺寸(按指导书格式);
实验数据(按指导书格式)
(2)计算结果:
理论计算;
实测计算
6.问题讨论
(1)主应力测量中,应变花是否可沿任意方向粘贴?
(2)测弯矩时,可以用两枚纵向片组成相互补偿半桥,也可以用一枚纵向片和外补偿电路,两种方法何种较好?