弯扭组合应力测定实验

一、实验目的要求

1. 用电测法测定圆杆（或）截面危险点的主应力大小和方向；和理论值比较。
2. 用电测法测定（或）截面处于纯剪状态下的一点的最大剪应力

二、实验装置：

已知材料，弹性模量泊松比：
图5-1




弯曲正应力分布                     扭转剪力分布

横向剪切应力分布

三、应力状态分析

1. 由应力状态分析可知主应力最大，点的应力有和，在测量时可以分别测量，其点的应力状态可以分解成如图所示

图5-3

1. 在点，弯曲应力最大，而切应力，而扭对轴向应变无关，所以测时只要在点（点）轴向布片就可以测出
2. 测时因为在横截面周边处都相等，在纵向截面处不但有而且还有弯曲剪应力引起的。根据图，、的应力状态分析，为了测出和，在点和点处与轴线成，各贴两片电阻片，电阻片布片如图所示

图5-4

四、测试方法

根据应力状态，可分别把弯曲的应变、扭转的应变、扭转和剪切的组合应变、剪切应变测出来，再分别求出各种变形下的应力，最后根据公式求出主应力的大小、方向和最大切应力。

1、测弯曲正应力

1. 接线：半桥互补，将为工作片，为补偿片接入电桥中进行温度补偿，：因、的增量等值同向接相邻桥臂，故抵消，应变读数，读数应变值扩大2倍，扭转剪切变形下不改变轴的长度，所以测出的是弯曲变形下的应变值，
2. 计算

2、测扭转切应力

1. 接线：半桥互补将作为工作片，作为补偿片接入电桥中如图，、皆与轴向成，应变读数，由剪力产生的应变量等值同向，、接相邻桥臂故抵消了，所以测得的应变数为扭转时产生的应变值。
2. 计算

3、测横向力引起的剪切应力

图5-5

点?????????????????????? 点

1. 计算：

? 点                    点
图5-7

4、测扭剪组合（即最大切应力）

1. 接线：半桥互补，将为工作片，为补偿片接入电桥中（同上），、皆与轴向成，应变读数

五、实验步骤

1. 测时将、接入电桥中调节电桥平衡（按操作规程）分级加载四次，记下每次加载相应的应变值。
2. 按上述方法依次接线测出剪应力、、的应变值，因很小 ，所以测的应变值可能很小，不必怀疑。
3. 关闭电源，卸载，整理仪器。

六、[附]理论计算公式

1、计算弯曲正应力

，，

2、计算扭转切应力

，

3、求点的主应力大小和方向、、

4、求最大切应力

式中：