槽型悬臂梁弯曲中心的确认及应力分布.docx
《槽型悬臂梁弯曲中心的确认及应力分布.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《槽型悬臂梁弯曲中心的确认及应力分布.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
槽型悬臂梁弯曲中心的确认及应力分布
生产与科研实习报告
槽形悬臂梁应力测试及弯曲中心的确定
小组成员：
指导老师：
时间：
2016年9月11日
一.实验目的：
该实验是一个工程实际问题的模拟，是以前师兄师姐们做过的一个实验。
我们本次的主要任务包括：
1、利用力学理论对槽形悬臂梁进行应力分析，计算出槽型梁能承受的最大力；
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。
升级会员 