弯曲、弯扭组合实验讲义

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1、测定矩形截面梁纯弯曲时沿其横截面高度方向的正应力分布规律，验证纯弯曲正应力公式。一、实验目的：实验三、梁的弯曲正应力实验二、实验装置WQ-5型弯曲梁实验装置单轴电阻应变片YJ-4501A静态数字电阻应变仪梁的弯曲正应力实验实验原理和方法在梁的AC、DB两段内，各横截面上既有剪力又有弯矩，这种弯曲称为剪切弯曲(或横力弯曲)。在梁的CD段内，各横截面上只有弯矩而无剪力，这种弯曲称为纯弯曲。三、简支梁受力分析(C)Q图M图横截面上正应力分布规律：1、受拉区拉应力，受压区压应力；2、中性轴上应力为零；3、沿y轴

2、线性分布，同一坐标y处，正应力相等。既沿截面宽度均匀分布；4、最大正应力发生在距中性轴最远处，即截面边缘处；若截面对称于中性轴，则最大拉应力等于最大压应力。MMsmaxsmaxσmaxσmax应变片粘贴如图所示，沿梁的横截面高度已粘贴一组应变片1～7号。另外，8号应变片粘贴在梁的下表面与7号应变片垂直的方向上。当梁受载后，可由应变仪测得每片应变片的应变，即得到实测的沿梁横截面高度的应变分布规律，由单向应力状态下的虎克定律公式，可求出实验应力值。实验应力值与理论应力值进行比较，以验证纯弯曲梁的正应力计算公

3、式。若实验测得应变片7和8号的应变和满足则证明梁弯曲时近似为单向状态，即梁的纵向纤维间无挤压的假设成立。电桥接法—单臂半桥是在AB桥臂上接工作应变片，由于只有八个工作应变片，因此，要八个惠斯登电桥；BC桥臂上接补偿应变片，当用一个补偿片补偿多个工作片时，称此接线方法为公共补偿接线法；各测量通道的C接线柱用短接片短接。R1ABAA7应变电桥的接法—组桥EUR1R2R3R4BCDAR0R0单臂测量：应变仪读数：1.打开电阻应变仪和加载装置电源开关。2.选择半桥公共补偿，设定灵敏系数K值和应变片电阻值R。3.

4、将八个工作片按要求接入应变仪相应的接线柱上，接好公共温度补偿片。四、实验操作4.逆时针旋转加载手轮加初荷载0.5KN，依次对八个测点进行桥路平衡。5.以ΔF=1KN为间隔，4级等量逐级加载，直至4.5KN为止。分别读出并记录各点的应变值。注意：装置只允许加5KN载荷，超载会损坏传感器。6.卸去荷载，使测力读数为零，关闭电源开关，拆去应变仪上连接线。7.整理数据，将理论值与实验值进行比较，完成实验报告。1.应变仪显示屏上无读数或者读数不稳定，检查接线是否完好，操作是否正确。2.进行加载测量时不能再按下平衡

5、键。3.加载要平稳、缓慢，不要超过要求的最大值。4.需重复测量三次取平均值，减少测量误差。五、注意事项实验四、弯扭组合变形主应力的测定掌握电阻应变花的运用用电测法测定平面应力状态下一点主应力的大小及方向测定薄壁圆管在弯扭组合变形作用下，分别由弯矩和扭矩所引起的应变一、实验目的二、实验装置12134567WN-5弯扭组合实验装置YJ-4501A静态数字电阻应变仪三轴（45º应变花）弯扭组合变形主应力的测定三、结构示意图alFIII-I截面dDI-I截面受三种载荷作用D=39mmd=34mmMn=FaM=F

6、lQ=Fa=200mml=300mm截面I-I上点B，受到弯矩M、扭矩Mn和剪力Q三种作用第一，弯矩弯矩M在截面上产生垂直于截面的正应力，中性层之上为拉应力，中性层之下为压应力，并且B点拉应力最大σmaxB第二，扭矩扭矩Mn在截面上产生平行于截面的剪应力，方向垂直于半径，大小和它到圆心的距离成正比，并且B点剪切应力最大τmaxB第三，剪力剪力Q在截面上产生平行于截面的剪切应力，由于B点处在空心圆筒的顶端且是边缘点，因此剪力Q在B点没有剪切应力sxsxtxytxysxsxtxytxyBsxsxtxytxy

7、逆着Z轴向下投影四．主应力s1及s3理论计算I-I截面上的弯矩M=FL扭矩Mn=Fa取B点为研究对象，研究其应力状态其中：sxtxysxtxy)(16)(324444dDDWdDDWnZ-=-=pp)0,=yxyyxstss带入主应力计算公式（和将将Ⅰ-Ⅰ截面B点应变片按半桥接线法分别接入应变仪，外接温度补偿片，加载后测得B点三个方向的线应变测量值、、。用下式计算主应力大小和方向：主应力方向：-45、0、45度应变花五、主应力σ1及σ3实验值计算六、实验步骤分别测定B点、D点的线应变1．将被测点的三个应

8、变片引出线分别接到应变仪的A1B1、A2B2、A3B3接线柱上，将补偿块上的一个温度补偿片的两根引出线接到公共补偿接线柱上，C接线柱用短接片相连，实现公共温度补偿。2．逆时针转动弯扭组合装置加载手轮，先加初载荷0.05KN，对各点调工作桥路平衡，使显示为零。3．以ΔF=0.1KN为间隔，4级逐级等量加载，在每级加载下逐点记录电阻应变仪应变显示值，直至0.45KN为止。注意:装置只允许加500N载荷，超载会损坏传感器。tyxx´dAqxs平面