復雜受力桿件綜合實驗第一頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五2、加力測力裝置通過手輪螺旋頂桿連續(xù)加載，配力傳感器通過LED顯示加載量，最大載荷可達1000N，如圖1（a）所示。復雜受力桿件綜合實驗圖1（a）二、實驗儀器1、實驗裝置基礎(chǔ)平臺和相應配件。第二頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五復雜受力桿件綜合實驗三、實驗原理3、薄壁矩形管試樣（圖1（b））及數(shù)枚電阻應變片。4、XL201B2靜態(tài)電阻應變儀。圖1（b）薄壁矩形管受力模型可簡化為圖2所示。在偏心壓力作用下，薄壁矩形管將產(chǎn)生壓縮和彎曲的組合變形，若壓力不作用在對稱軸y和z上，彎曲將是復雜的斜彎曲形式。第三頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五復雜受力桿件綜合實驗根據(jù)材料力學理論,矩形截面桿橫截面上的最大拉應力和最大壓應力出現(xiàn)在相對的某兩棱角處。對于長為a、寬為b、壁厚為t的薄壁矩形截面，在偏心距為l的壓力P作用下，其最大拉應力和最大壓應力分別為

圖2

第四頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五復雜受力桿件綜合實驗式中，第五頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五復雜受力桿件綜合實驗試樣和載荷位置尺寸為：a=50mm、b=30mm、t=1.3mm、l=50mm、θ=00、600、900。根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算可得截面的面積A=201.24mm2，慣性矩Iy=31245.25mm4、Iz=69333.17mm4。

為了測取薄壁矩形管橫截面上的最大拉應力和最大壓應力，確定中性軸位置，在試樣四個棱角邊緣位置A、B、C、D，兩邊沿軸線方向各粘貼一對應變片。分別為1和1′、2和2′、3和3′、4和4′，如圖2所示。試樣加載后，可測出它們各自的應變值，分別取每對應變片應變的平均值，作為貼片處橫截面棱角的應變值。根據(jù)虎克定律，即可得到該點的應力值。第六頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五復雜受力桿件綜合實驗在有斜彎曲存在時，通過作圖的方法可以確定中性軸的位置。如圖3所示

。圖3第七頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五復雜受力桿件綜合實驗有：

所以，根據(jù)A、C兩點和B、D兩點的應變比就可以確定對角線AC和BD上的O1、O2點，O1、O2的連線就是中性軸。若測量的D、B兩點的應變均為壓應變（都為負值），則O2點在對角線BD的延長線上。若彎曲部分是對稱彎曲，可直接根據(jù)最大拉應力和最大壓應力比值關(guān)系確定中性軸位置。第八頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五復雜受力桿件綜合實驗四、實驗步驟1、首先將加力測力裝置安裝在實驗基礎(chǔ)平臺上，再把薄壁矩形管試樣安放在加力壓頭下方，按要求調(diào)整好位置，使壓頭對準上盤邊緣上的0°加力點，并與基礎(chǔ)平臺固定。2、電阻應變片接線采用1/4橋，8點共用一個補償片。即將四個位置8個點的應變片，分別用導線接在電阻應變儀8個電橋的“A”和“B”端子上，一個補償片接在橋路選擇的“補償”端子上。3、按照電阻應變儀的使用方法將其進行設(shè)置和予調(diào)平衡。第九頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五復雜受力桿件綜合實驗4、加載。逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)加載手輪，依次加載到300N、600N、900N，力值從顯示器上讀出。測量8個點的應變值并記錄到表1中。注意：加力測力裝置的最大載荷為1000N，不得超載使用，以免損壞設(shè)備！5、順時針旋轉(zhuǎn)加載手輪，把力卸除。6、再調(diào)整薄壁矩形管試樣位置，使加力壓頭對準上盤邊緣上的60°加力點，重復上述測量過程。最后調(diào)整試樣位置到90°加力點，重復上述測量過程。7、將應變片連線從電阻應變儀電橋上取下，松開固定薄壁矩形管試樣的螺母將其取出。整理實驗數(shù)據(jù)，清理實驗現(xiàn)場。第十頁，共十一頁，編輯于2023年，星期五復雜受力桿件綜合實驗四、實驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)計算在載荷增量為△P=300N時，各測點平均應變增量值，并根據(jù)虎克定律計算應力實驗值，與理論應力值比較，計算各自的相對誤差，確定最大應力。試樣材料的彈性模量為E=200GPa。