主应力测定.docx

空心圆管主应力的测定
［实验目的］
1、用实验方法测定平面应力状态下主应力的大小及方向。
2、学****电阻应变花的应用及其接线方法。
3、掌握用应变花测量一点的主应力及其主方向的方法。
4、学****用列表法处理数据。
5、将测试结果与理空心圆管主应力的测定
［实验目的］
1、用实验方法测定平面应力状态下主应力的大小及方向。
2、学****电阻应变花的应用及其接线方法。
3、掌握用应变花测量一点的主应力及其主方向的方法。
4、学****用列表法处理数据。
5、将测试结果与理论计算值进行比较，以加深对理论的认识和理解。
［使用仪器］
静态电阻应变仪、小螺丝刀、弯扭组合试验台（装置外形及结构1见4-1图）、待测薄壁圆管试样（已贴
图 1 实验装置示意图
好应变计）等。
［装置介绍］
本实验所用实验台结构如右图1 所示。薄壁圆管一端固 定在支座上，另一端与水平杆刚性连结，圆管与杆的轴线彼 此垂直，并且位于水平面内。水平杆的自由端有砝码盘，在 其上挂上砝码，可使薄壁圆管发生弯扭组合变形。在圆管上 表面距水平杆L处的K点粘贴一枚450应变花（即直角应变 花），其灵敏系数K标注在试样上。
实验装置参数：圆管内径d=38mm 外径D=42mm
L=270mm LN=300mm圆管材料为铝合金，其弹性模量
=69Gpa 泊松比p=
［实验原理］
图 2 加载装置示意图
由应变分析可知，在平面应力状态下，为了确定一点处的主应力，可
应用电阻应变花测出三个方向上的线应变，然后算出主应变的大小和方 向，从而确定其主应力的大小和方向。
由材料力学知识可知，图所示的装置在载荷作用下，圆管将发生 弯扭组合变形。由弯扭组合变形理论可知，其上表面顶点的应力状态 如图3 （a）所示，其主应力和主方向的理论值分别为：
o
1
o
（a） （b）
图3 K 点处的应力状态及其贴片方式示意图
3
tgj2a ——-
和 o
如果在K点处贴一450应变花（即直角应 变花），使其中间的应变计与圆管母线一致， 另外两个应变片分别与母线
±成450的夹角（见图3 （b）），用应变仪采用/4桥公共补偿多点同时 测量”的方法测量薄壁圆管变形后应变花对应的三 个方向上的应变值&、& ,则其主应变的大
0 4 －4
小和方向分别为：
£
0 45
£
0 —45
£ + £ 2 ■
―45 45 土
2 2 x
1 & -£
a = _ arctg 45 45
2 28-8 -8
0 45 - 45
此主应变的方向即其主应力的方向，而主应力的大小可按虎克定律算出。即
O
1
O
3
E （8 +卩8 ）
1 -卩2 1 3 >
—（8 +卩8 ）
1 -卩2 3 1
E
~2
8 -8
—45 45 土
1 — »
-（8 -8 ）2
1 +卩 0 45
-45
3）
将根据实验测定的主应力和主方向与理论值进行比较。
［实验步骤］
1、 根据应变花各敏感删与薄壁圆管试样轴线的夹角，0确0、定-450和 450敏感删（由母线开始，顺时针 转为负，逆时针转为正）。
2、 将应变花的三个敏感删分别联接到应变仪的三个分电桥之两点上，公共补偿片接到公共补偿的
B、 C 两点