1、2、确定加载方案;3、确定贴片方案和测试方案;4、进行实验加装和测量;5、分析数据,并根据分析结果确定弯曲中心。二实验仪器设备: 仪器:1、手动加载仪; 2、DH3818静态应变测试仪; 材料:三轴45应变花若干、导线若干。ZY 图1三、实验原理:槽型钢的弯曲是开口薄壁截面的弯曲,理论分析和实验结果指出,对于非对称截面梁,荷载必须与梁的形心主轴平面平行的某一特定平面内,才能保证梁只发生平面弯曲而不扭转。若外力作用在与此平面平行的另一平面内,则梁不但发生平面弯曲,而且还要发生扭转。弯曲正应力 : (1-1)图2剪力引起剪应力: (1-2) (1-3) (1-4)扭转引起剪应力: 槽型钢 (1-5
2、)由第三强度理论: 即 (1-6)以荷载作用在槽钢翼缘的最边缘处时,来考虑加载力的大小,因为此处加力扭转剪应力最大。 计算:扭矩: T=Px( b+e -5.3/2)=64.4P (N*mm) 弯矩: M=250P 剪力:Vy=P 扭矩在B点引起的剪力为:得 由根据第三强度理论计算: (1-7) 临界力:四、布片方案:1. 在这八个点分别贴上应变花;2. 各个应变片的位置和贴片方式如图:3. 利用几个应变片的组合来测出我们所需要的数据。图3 贴片示意图五、弯曲中心的确认: 1、定义: 对于薄壁截面梁,若横向力作用在纵向对称面内,梁将发生平面弯曲。若横向力没作用在对称平面内,则力必须通过截面上某
3、一特定的点,该点称为弯曲中心,且平行于形心主轴时,梁才能发生平面弯曲。否则,梁在发生弯曲的同时,还将发生扭转。2、槽钢确定弯曲中心的方法:(1)确定形心主轴。(2)设横向力垂直于形心主轴,并使梁产生平面弯曲,将横向力加载于5个不同点,利用全桥测出各自的扭转切应变。(3)以形心主轴为x轴,应变为y轴建立坐标系,代入数据并进行拟合直线,与x轴交点处即为弯曲中心。图4 坐标示意图六、实验步骤1、根据布片方案找点贴片: 包括选点、打磨、贴片、布线、防护、路线检查。2、加载实验。首先,进行接线。进行调平衡确定 所有点能正常工作。标定加载点,然后进行加载,分三级加载,1000N、2000N、3000N,同
4、时卸载时也 在这三个载荷点记录数据。七、接线方式:1、弯矩计算(半桥):如图5所示的接线方式接线。 (1-8) (1-9) (1-10) 图5 弯矩计算接线示意图 图6 剪力计算接线示意图2、剪力计算(全桥) 接线方式如图6所示。 (1-14) (1-12) (1-11) (1-13) (1-15)3、扭矩计算(全桥): 接线方式如图7所示。 (1-16) (1-17) (1-18) (1-19) 图7 扭矩计算接线示意图8、数据处理1、原始数据表1 原始数据表原始数据续表2、弯曲中心的确定图8 弯曲中心确定图3、弯矩: 实测弯矩平均值为193.1Nm,理论弯矩值为220Nm,相对误差12.2
5、4%,如表2所示。表2 弯矩数据处理结果表4、剪力计算表3 剪力测试结果表 实测剪力平均值为928.85N,理论剪力值1000N,相对误差7.11%,如表3所示。5、扭矩计算 实测扭矩值为18.79Nm,理论扭矩值为22.90Nm,相对误差为17.94%,如表4所示。表4 扭矩测试结果表6、各测点的应力状态 在各点贴上应变花可测出相应应变,用下列公式计算出主应力,切应力,以及第一主应力与零度线的夹角,如表5所示。(1-20)(1-21)(1-22)表5 各测点应力状态表九、心得体会1、在本次实验中我们深刻体会到了团队合作的重要性,每一个成员都是不可或缺的元素,一个人的失误或许会决定着整个实验的成功与否;2、在整个实验中,我们都有明确的分工,每个成员都扮演着不同的角色,都为了实验的成功而尽心尽力;3、细节决定成败,哪怕是贴片上的细微偏差都会使实验前功尽弃;4、理论和实际结合,用实际操作检验理论知识,使我们发现了自己许多理论知识上的盲点,更加的认清自己;5、感谢王老师对我们敦敦教诲,不厌其烦的给我们讲解。
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