《力学》课程教学资源（实验指导）实验力学试验指导

实验力学试验指导 实险？电测法基木练习 七.问题讨论 1)说明应变片沿45°度方向布置的原因。若应变片沿0°或90布置会产生什么结果 2)本书中给出的是全桥法，请自行设计一种半桥测法，并给出所需公式

实验力学试验指导 实验 2 电测法基本练习 11= = m i Gi m G 1 1 七. 问题讨论 1) 说明应变片沿 45°度方向布置的原因。若应变片沿 0°或 90°布置会产生什么结果? 2) 本书中给出的是全桥法，请自行设计一种半桥测法，并给出所需公式

实验力学试验指导 实险2电测法基本练习 3.主应力的测定 一.目的 )学习一般二向应力状态下一点主应力和主方向的测量方法。 2)了解应变花的用法。 二.设备与仪器 1)弯扭组合实验装置。 2)数字式静态电阻应变仪。 三.被测构件 空心圆管弯扭组合实验装置由试样和扭臂两部分组成，材料均为低碳钢，如下图所示。 另有一砝码盘和吊杆使P力作用于扭臂端，距试样圆管中心纵轴线距离a。 四.原理 1)材料力学方法 试验结构在P 力作用下发生弯曲 和扭转组合变形。测 。贴应变片处 点（应变片粘贴点） 位于贴片横截面正 图9弯扭组合实验装置 上方，该截面的弯矩 为M=PL,扭矩为T=Pa,横截面的抗扭截面系数为 斯=D2a=d1D 圆形截面的抗弯截面系数为 W=Ψ/2 由材料力学的组合变形理论知，被 测点处的应力状态如图10所示。 仙片面 ,为弯曲正应力 为扭转剪应力 根据应力分析理论，主应力为 图10弯扭组合实验原理

实验力学试验指导 实验 2 电测法基本练习 12 3. 主应力的测定 一. 目的 1) 学习一般二向应力状态下一点主应力和主方向的测量方法。 2) 了解应变花的用法。 二. 设备与仪器 1) 弯扭组合实验装置。 2) 数字式静态电阻应变仪。 三. 被测构件 空心圆管弯扭组合实验装置由试样和扭臂两部分组成，材料均为低碳钢，如下图所示。 另有一砝码盘和吊杆使 P 力作用于扭臂端，距试样圆管中心纵轴线距离 a。 四. 原理 1) 材料力学方法 试验结构在 P 力作用下发生弯曲 和扭转组合变形。测 点（应变片粘贴点） 位于贴片横截面正 上方，该截面的弯矩 为 M=PL，扭矩为 T=Pa，横截面的抗扭截面系数为 d D D Wt , / 16 (1 ) 3 4 = − =    圆形截面的抗弯截面系数为 W = Wt / 2 由材料力学的组合变形理论知，被 测点处的应力状态如图 10 所示。 σx为弯曲正应力 W PL W M  x = = τxy为扭转剪应力 W Pa W T n xy 2  = = 根据应力分析理论，主应力为 图 9 弯扭组合实验装置 图 10 弯扭组合实验原理

实验力学试验指导 实验2电测法基本练习 代入、的公式，并注意a,=0 # 注意W。=2m,可得 咖 根据二向应力分析知识，可以确定Gm=,om=G,。代入该截面弯扭矩值后得本问题主应 力公式 主方向的求法为 ma6-号 上述公式说明，对于本实验问愿，试样上、下表面中心的纵向线上，应力状态主要取决于扭 矩与弯矩的力臂之比a。 第三强度理论相当应力为 a-a图- 周 2)实验应力分析方法 采用第三章第三节“二向应力状态中主应力与主方向的测定”中所讲述的方法，可以确定 A点处的主应力与主方向。本实验采用45°应变花，测量A点沿0°，45°和90三个方向的 线应变。贴片时0°方向定为试样纵轴方向，90°方向定为试样的横截面圆周方向，45°方向 定为沿0°方向顺时针旋转45°。利用第三章第三节的应变旋转公式可得

实验力学试验指导 实验 2 电测法基本练习 13 2 2 max min 2 2 xy x y x y       +         −  + = 代入 σx、τxy的公式，并注意 σy =0 2 2 max min 2 2          +      =  Wn T W M W M  注意 Wn=2W，可得                 =  + 2 max min 1 1 2 M T W M  根据二向应力分析知识，可以确定 max 1 min 3  = , = 。代入该截面弯扭矩值后得本问题主应 力公式                 = =  + 2 1 3 max min 1 1 2 L a W PL   主方向的求法为 L a M T x y xy = − = − − = −     2 tan 2 0 上述公式说明，对于本实验问题，试样上、下表面中心的纵向线上，应力状态主要取决于扭 矩与弯矩的力臂之比 a/l。 第三强度理论相当应力为 2 3 2 2 3 1 3 1 1 1 1 1 2       = +                  − + +      = − = + + L a W PL L a L a W PL r r     2) 实验应力分析方法 采用第三章第三节“二向应力状态中主应力与主方向的测定”中所讲述的方法，可以确定 A 点处的主应力与主方向。本实验采用 45°应变花，测量 A 点沿 0°，-45°和 90°三个方向的 线应变。贴片时 0°方向定为试样纵轴方向，90°方向定为试样的横截面圆周方向，-45°方向 定为沿 0°方向顺时针旋转 45°。利用第三章第三节的应变旋转公式可得 y x y x y x y x y x y x y x y x x y x y                      = − − + = + + − − − = − + + = = − + + = − 2 2 2 2 sin( 90 ) 2 cos( 90 ) 2 2 2 2 90 45 0     