弯扭组合的应力测定.ppt

实验五 弯扭组合的应力测定 辽宁石油化工大学 机械工程学院 1、实验目的 ⑴ 学会用电测法测定构件表面一点平面应力状态下的主应力和主方向。 ⑵ 了解“电阻应变花”的使用。 2、实验仪器、设备 ⑴ 弯扭组合应力实验器，如图5—1所示。 ⑵ 游标卡尺、钢板尺。 ⑶ YJ—25型静态电阻应变仪、P20R—25型预调平衡箱。 3、实验原理与方法 实验器上的薄圆管一端固定于支架上，另一端固定一个加力臂上，臂的自由端上悬挂砝码P（见图5—1）。圆管同时受弯曲和扭转组合作用。则A点处于平面应力状态。根据理论分析，A点受的弯曲正应力 A点受的扭转剪应力 式中抗弯截面摸量 抗扭截面摸量 主应力： 主方向： 在实测时，由于单片应变片只能测定该片轴线方向的线应变，由平面应变分析可知，在测点上沿任一方向的线应变εα和εx、εy和γxy存在下式关系： 因此如在三个不同方向α1、α2、α3贴三个应变片，测得εα1、εα2、εα3，则可由上式解出εx、εy和γxy。代入主应变公式 根据广义虎克定律，求得： 在测点上以一定方向贴的一组应变片（应变花），这样可以根据测得的三个应变分量，代入广义虎克定律，求出应力分量。 A点的主应力： 4、实验步骤 ⑴ 测量实验器薄壁管内外径尺寸d、D，加力臂长a，和到测点距离L。 ⑵ 实验采用多点半桥测量法，将应变花上的三个电阻依次连接在预调平衡箱各通道的A、B接线柱上，共用一个温度补偿片连接在预调平衡箱B、C接线柱上。接通电源，调好各点平衡。（仪器使用详见附录一） ⑶ 进行实验。试验器分级加载时每级加载50N分3级加载，记录各级载荷下电阻应变仪的读数。（注意：实验中加载要平稳，避免冲击。） ⑷ 实验结束时，取下砝码，关闭电源，卸线复原。 5、实验报告专业 班级 姓名 同组人姓名 实验台号 试验日期 ⑴ 实验目的 ⑵ 实验原理、方法及步骤简述。 ⑶ 实验所用的仪器和设备的名称，型号。 ⑷ 实验数据记录与计算结果 实验器尺寸：实验器薄壁管材料为E＝1.04×106／M2，μ＝0.33 D＝ mm； d＝ mm； a＝ mm； L＝ mm； E = 1.078 ×105 MPa ; μ=0.33 表5—1 实验记录 应变ε（1×10－6） 表5—2 实验值与理论值比较 （要求计算理论值和实验值时有具体步骤公式和结果，最后列入表内） 附录一 YJ—25型静态电阻应变仪( P20R—25型预调平衡箱)一、YJ—25型静态电阻应变仪 1、主要技术指标 ⑴ 应变测量范围：0～±19999με ⑵ 基本误差：不大于±（测量值的0.2％＋1με）。 0～±400με时不大于±2με ⑶ 标准误差：不大于±（测量值的0.2％＋1με）。 ⑷ 稳定性： a、静态稳定度（零漂）：4小时内不大于±3με b、动态稳定度（灵敏度变化）：4小时内不大于±（读数值的0.1％＋1 με）。 ⑸ 分辨率：1με ⑹ 灵敏度系数：1.3～2.6。 ⑺ 供桥电压：有效值2（V）。 ⑻ 与P20R—25型预调平衡箱配套使用，电阻平衡范围：±2500με。 2、使用方法 YJ—25静态电阻应变仪前面、后面板示意图，如附图1—1 所示。 ③ 根据实际测量情况，选择不同测量方式 电桥盒测量：将仪器后面板开关拨向“电桥盒”一档。七芯插头插入七芯插座上。 电桥盒的联接：电桥盒内装有两个120Ω无感线绕电阻，在半桥测量时可作内半桥。电桥盒半桥、全桥接法如附图1—2 所示。 桥盒半桥 桥盒全桥 附图1—2 电桥盒半桥、全桥测量接法 附图1—2所示的电桥盒接法与桥路的对应关系如附图1—3所示。 附图1—3电桥盒电原理图 ⑤ 仪器的使用 a、接通电源，按下电源开关。 b、按下“基零”开关，调节“基零”电位器，使显示为±0000。 c、再按“测量”开关，调节“电阻平衡”电位器，使显示为±0000，这时将“粗、细”开关应置于“细”，若调零无法调到±0000时，则按下“粗”。 d、调整灵敏度系数盘，使指示K值指于电阻片灵敏度系数值。 e、再次按上“测量”开关，仪器既可开始测量。 二、P20R—25型预调平衡箱