空间组合变形实验

1. 实验目的

我们已经用电阻应变测量方法做了简支梁、等强度梁、弯扭组合几个实验，对使用应变仪测试构件的应力变形方法已经很熟悉了。在这个实验里大家可以自己设计贴应变片的位置，采用三种不同的加载方法测量所贴应变片的应力状态。这个实验分静定和静不定两部分，静定部分要求结合学过的理论知识分析不同加载情况下危险点的位置和大小，或所测点的应力大小，并分析它们的特点。静不定部分是在静定的基础上在自由端加上一个支撑变成静不定结构。可以通过调整支撑的高度接触到构件，也可以留有一定间隙加载后再接触上。这个实验包括许多材料力学的基本原理和基本方法。你可以充分发挥自己的能力发现它们并写进实验报告。
加载情况：

1. 在P1单独作用下；
2. 在P2单独作用下；
3. 在P1和P2同时作用下；

1. 实验设备

BZ2207静态电阻应变仪，组合变形实验器，游标卡尺等。

1. 实验步骤

1. 测量实验器的管径,受力点的力臂长L1, L2 ,L3 ,应变片距上端点的高度h;
2. 实验采用分级加载，每级载荷ΔP=5kg，分四级加载，注意加载时要平稳。
3. 要熟悉电阻应变仪的使用方法和应变片的粘贴方法，采用半桥多点测量方法，共用一个补偿片。

1. 数据处理方法

根据所加载荷情况的不同,数据处理方法相应有所变化,请同学们结合实验五,给出正确的处理方法.

1. 实验装置的几何尺寸：

D=25mm L1=190 L2=100 L3=235 h1=255 μ=0、25 E=200GPa

1. 实验数据记录和相应的实验结果整理：

6.1在P1单独作用下

参考实验处理方法（和实验五分析方法一致）
在P1作用下圆柱截面1点的应力状态分析（弯扭组合）

理论分析1点的弯曲应力和扭转剪应力为:
σX =?=，其中wz =πd3/32；
τXY=；
主应力的理论值为：σ1，3=（），主方向为tan2α=-
实际测量时，根据平面应变理论分析为：
εx =+cos2α-sin2α
因采用450应变花，εx =ε0°， εY=ε-45°+ε45°，
γXY=ε-45°-ε45°；
将此值代入公式

ε1，3=（）；
从而计算出主应变的实验值：
σ1=
σ3=
又根据广义虎克定律



计算出实验值应力分量σx，σy，τxy，tan2α=-=
数据处理结果：

6.2在P2单独作用下

实验结果的处理:
在P2单独作用下圆柱受压、弯组合变形应力,1点属单向应力状态,只有0度值有用，则理论应力值计算方法:



实验计算方法为:

数据处理表为：

6.3在P1、P2 同时作用时

数据处理方法：
在P1 、P2同时作用下圆柱截面1点的应力状态分析（弯扭组合）：

理论分析1点的弯曲应力和扭转剪应力为:
σX =，其中wz =πd3/32,, ；；
τXY=；
接下来的处理过程和在P1的处理一样，处理结果为：

7.误差分析:
出现误差的原因可能是这样一些因素：

1. 仪器原因，虽然仪器比较精密，但在测试中因使用不当，仪器数据波动较大，造成所取数据不准；
2. 贴片的位置误差；

3）所测的L1 、L2 、L3 、h1 数据误差；
4)μ、E的值和材料的实际值的误差。