应变片和.PPTVIP

* 1, 实验目的 1）初步掌握使用应变花测量某一点处主应力大小及方 进行比较和分析。 3）将实验方法所测得的主应力的大小和方向与理论值 点处的主应力大小和方向。 2）测定薄壁圆管在弯曲和扭转组合变形下，其表面某 向的方法。 工程上的危险点一般处于三向应力状态（ Three—Dimensional 处于平面应力状态,σZ=0,τzx=0, τyz=0,只有σx, σy,τxy。 State of Stress）,如图(1)。但在构件的自由表面上的危险点 如图(2)。电测法就是测出危险点平面应力状态的σx, σy,τxy, 图(1) 图(2) 再计算出该点的主应力。 τzx τxy τyx τzy τyz τxz 某点处于平面应力状态的σx,σY,τXY如果已知,该点的主应 力计算公式为: 工程上在该点的两个垂直方向(X,Y)贴两个应变计,可以测得 两个应变εX,εY,应用胡克定律计算出两个正应力σx,σY。 但是应变计不能测得切应变γXY,就不能直接计算出τXY。 为此,工程上在该点与X轴成α=450方向上再贴一个应变计 (3.3-1) (3.3-2) 可以测得ε45,利用应变公式计算出切应变γXY,再利用胡克 定律计算出切应力τXY。 (3.3-4) (3.3-3) 再把把公式(2),(3)代入公式(1),则得到该点的两个主应力。 工程上一般令α=450,这样在该点同一个基底上贴有三 个不同方位的应变计,组成了应变花,称450应变花。如图所示: 在材料力学的弯扭组合实验中(装置如下图)。在空心圆管 的上,下表面分别贴一个450应变花。应变花中间的应变片 在圆管的母线方向,定为零度(00-8号)应变片,另两个应变片为 为(450-7号)应变片和(-450-9号)应变片,如下图(3.12): 7 (10) 9 (12) (11) 8 (10)号为下边的(450)应变片 (12)号为下边的(-450)应变片 (11)号为下边的(00)应变片 2,弯扭组合的原理 L2=270 mm L1=237 mm D=40 mm, d=32mm, α=0.8 E=210 GPa, μ=0.26 实验装置如上一幅图 所示,其符号与尺寸如下如下: 根据材料力学中平面应力状态下的应变理论，对空心轴表面 上的任意一点的主应力和主方向的计算由平面应力和应变分 把力P移到空心圆管的自由端的轴线上,产生一个力和一个力 偶,力使空心圆管产生弯曲,力偶使空心圆管产生扭转。空心圆 管是弯扭组合的变形。 析及广义虎克定律可求得: 式中σ1、σ3——主应力； μ——材料的泊松比； E——材料的弹性模量 (3.3-5) 设备 设备 3, 设备 a—上面7,8,9号应变片 b—下面10,11,12号 应变片 c—薄壁圆筒 d-- 扭转臂 a b c d XL2118C 力应变测试仪 XL3418 材料力学多功能实验台 a-力显示屏 b-上面450应变片显示屏 c-上面00应变片显示屏 d-上面-450参层应变片显示屏 e-下面450应变片显示屏 5-下面应变片 f-下面00应变片显示屏 A—开关 B—力”清零”按钮 C—自动平衡按钮 a b c d e f g A B C g--下面-450应变片显示屏 D—系数设定按钮 D G—通道切换按钮 G 4,弯扭组合主应力的测定步骤 1):打开应变箱电源,预热 20分钟。 2):按系数设定按钮,检查灵敏系数(2.07)。 3):按系数设定按钮,回到原来状态。 6):按力清零按钮,力显示屏为零。 8):每次增加-200N(Pi ),读出相应的每一个应变片的值(εi) 7):转动加载手柄,直到力显示屏为-200 N ,读出每一个 应变片的值,并做好记录ε0 , ε45 ,ε-45。 增加到-1000 ,并做好记录。 5):按自动平衡按钮,应变为零。 4):按”通道切换”,使装应变片显示屏为 7,8,9,10,11,12 号应变片。 5, 实验结果处理 ε0=Σ(△ε0)i/5 ε45=Σ(△ε45)i/5 ε-45=Σ(△ε-45)i/5 1),实验值计算 (3.3-6) 2),理论值计算 M=PL2 T=PL1 z W M = P= Σ△Pi/5 (3.3-7) (3.3-8) (3.3-9) (3.3-10) 6, 实验结论 分析误差原因。 1）采用450度应变花有什么好处？ 2）什么情况下采用电测法比较合适？ 7,思考题 四天内交实验报告。 主应力推荐用表 6, 实验结论(例子) 测得数椐如下表 L2=270 mm L1=237 mm D=40 mm, d=32mm, α=0.8 E=210 Gpa, μ=0.26 构件上表面的450应变花测得: 8 9 7