槽型悬臂梁弯曲中心的确认及应力分布Word文档下载推荐.docx
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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。
Z
Y
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)
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193.1N·
m,理论弯矩值为220N·
m,相对误差12.24%,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18.79N·
m,理论扭矩值为22.90N·
m,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。