弯扭组合实验实验报告材料Word文档下载推荐.docx

1、空心圆轴试件直径D042mm，壁厚t=3mm， l1=200mm，l2=240mm（如图二所示）；中碳钢材料屈服极限360MPa，弹性模量E206GPa，泊松比0.28。图一 实验装置图四、实验原理和方法1、测定平面应力状态下一点处的主应力大小和主平面的方位角；圆轴试件的一端固定，另一端通过一拐臂承受集中荷载P，圆轴处于弯扭组合变形状态，某一截面上下表面微体的应力状态如图四和图五所示。在圆轴某一横截面AB的上、下两点贴三轴应变花（如图三），使应变花的各应变片方向分别沿0和45。根据平面应变状态应变分析公式： （1）可得到关于x、y、xy的三个线性方程组，解得： （2）由平面应变状态的主应变及其

2、方位角公式： （3）或 （4）将式（2）分别代入式（3）和式（4），即可得到主应变及其方位角的表达式。对于各向同性材料，应力应变关系满足广义虎克定律： （5）由式（2）（5），可得一点的主应力及其方位角的表达式为： （6）、和的测量可用1/4桥多点测量法同时测出（见图六）。2、圆轴某一截面弯矩M的测量：轴向应力 x仅由弯矩M引起，故有： （7）根据广义虎克定律，可得： （8）又: （9）由式（7）（9）得到： （10）以某截面上应力最大的上点或下点作为测量点。测出X方向应变片的应变值X（）。0的测量可用1/4桥接法（见图七），也可采用半桥接法（见图八）。3、圆轴某一截面扭矩T的测量：切应力x仅

3、扭矩T引起，故有： （11） （12）由式（11）、（12）可得： （13）的测量可用半桥接法（见图七），也可采用全桥接法（见图八）。为了尽可能减小实验误差，本实验采用重复加载法。可参考如下加载方案：P0=500N，Pmax=1500N， P=1000N，N=4。五、实验步骤1 设计实验所需各类数据表格；2 测量试件尺寸；测量三次，取其平均值作为实验值 。3 拟定加载方案；4 试验机准备、试件安装和仪器调整；5 确定各项要求的组桥方式、接线和设置应变仪参数；6 检查及试车；检查以上步骤完成情况，然后预加一定载荷，再卸载至初载荷以下，以检查试验机及应变仪是否处于正常状态。7 进行试验；将载荷加至

4、初载荷，记下此时应变仪的读数或将读数清零。重复加载，每重复一次，记录一次应变仪的读数。实验至少重复四次，如果数据稳定，重复性好即可。8 数据通过后，卸载、关闭电源、拆线并整理所用设备。六、试验结果处理1、原始数据列表并计算各测量值的平均值组桥方式1/4桥半桥全桥测量所用的通道123456应变片位置上下理论应变值-60+348+311-311-348+60+696+740实际测量值第一组-88+332+320-305-319+69+644+784第二组-86+333+321-298-309+74+646+783第三组-84-297-308+76+650平均值+332.67+320.67-300-

5、312+73+646.67+783.332.计算实验点的主应力大小和其方位角，并与理论值（按名义尺寸计算）进行比较由公式：可计算值：故有：可计算值:同理:故有:下面将理论应变值代入求解理论值:3、计算圆轴上贴有应变片截面上的弯矩根据公式：而从理论值来看：4、计算圆轴上贴有应变片截面上的扭矩可以得到七、误差分析1、数据定量分析（1）、主应力与主平面方位角相对误差分析（2）、将上述 M的计算值与的值进行比较，并分析其误差（3）、将上述 T的计算值与的值进行比较，并分析其误差2、定性分析由前面的误差计算可以看出，实验结果与真值比较接近，但是上表面的误差相对比下表面大，产生较大实验误差的原因可以归纳为

6、：（1）、接线接头处接触电阻对实验结果的影响，有些线可能没有接好或者接的太松，从而引入较大的接触电阻，而且有些线拆了后又再接上去，接触电阻前后不一样也会造成相应的误差；（2）、应变片在黏贴 时候产生的缺陷对测量产生较大影响，因为我们在进行实验的过程中，发现我们的测量结果比理论值一直偏大，而且数据的稳定性一直比较好，老师检查时候说数据稳定性好说明实验本身的步骤没有问题，应该是在贴应变片的时候应变片贴的不是很标准；（3）、在清零的过程中由于数据变动对实验结果产生较大的影响；（4）、卸载及再加载的过程中由于速度过快，没有足够的时间使数据稳定下来可能就读数了；（5）、本实验在实验前并没有再次进行轴的相

7、关尺寸的测量，而是沿用了一贯的标准数据，实际尺寸可能与标准尺寸有出入，从而造成实验结果的计算误差；（6）材料本身的质量分布以及缺陷对实验也会造成一定的影响。八、实验感想与实验改进建议这次做的实验名称是弯扭组合实验。材料力学实验是材料力学学习的基础与深化，在其中要用到很多课堂上所学到的理论知识与结果，是将自己所学到的知识付诸实践的一种形式。在力学实验中，影响实验的因素很多，产生误差的原因也错综复杂，要求我们有一颗严谨的心，严格控制好实验条件等多种途径，以最佳的试验方式呈现力学现象，考验了我们实际动手能力和分析解决问题的能力。材料力学实验有一定的复杂性，为了在规定的时间内完成老师所要求的实验内容，

8、达到良好的实验结果，需要课前认真的预习，因此在课前，我认真预习了实验讲义上提到的相关步骤与注意事项，了解了仪器的工作原理、性能、正确的操作步骤与各种桥路的接法及其电路原理，写好了实验预习报告。预习是实验前面必须要完成的工作，但是工作的重点还是在实验过程中。我在做实验的过程中，格外小心，因为我们所用的万能试验机是一种比较精确地仪器，稍微不注意就会使得机器所施加的力超过我们的预期要求。我觉得是要过程中老师的指导是必不可少的，在本次试验中，老师给了我们三个她要求检查的地方（三种桥路所测得三种数值），通过老师在实验过程中的检查，能够使我意识到我的实验是否在一路正确的进行下去。在读数的过程中一定要小心，

9、因为数据具有变动性，不要马虎了事，一定要等数据稳定后在进行读数、这样才能够保证我们所测量的数据的精确性。试验完成后，要认真清理试验台，把所有的仪器恢复到位。在实验完成后，我认真的处理了实验数据。实验数据是定量分析的依据，是探索、验证力学规律的第一手资料。本次试验我进一步学习了用电脑处理实验数据，刚开始我还不是很熟，但越到后来越发现用电脑处理数据更方便、快捷，可以节省不少时间，而且尤其是在修改错误的时候更有优势，让人开起来清晰明了。但是用电脑处理数据的前提条件依然是我们对理论知识比较熟悉，而且实验操作过程必须认真完成，记录的数据要准确、有效。在写实验报告的过程中，遇到了不少问题，但是经过自己的独立思考和向同学的请教，今本上还算是顺利的完成了实验报告。