材料力学实验报告(3)

实验五 薄壁圆筒的弯扭组合变形 实验日期 年 月 日

班级 指导教师（签字）

一、实验目的

二、实验设备（规格、型号）

三、实验记录及数据处理

1．测定B、D点的主应力及其方向 (1) 测定B点的应变

应变(??) 载荷(N) 读数F 45?方向 (R4) 0?方向 (R5) ?45?方向 (R6) 增量?F 读数?45? 增量??45? 读数?0? 增量??0? 读数??45? 增量???45? ?F? N

??45?? ??0?? ???45?? — - 10 - —

(2) 测定D点的应变

应变(??) 载荷(N) 读数F 45?方向 (R10) 0?方向 (R11) ?45?方向 (R12) 增量?F 读数?45? 增量??45? 读数?0? 增量??0? 读数??45? 增量???45? ?F? N

??45?? ??0?? ???45?? (3) 计算B、D点的主应力及其方向 材料参数： 弹性模量 E? 70 GPa， 泊 松 比 ?? 0.33 圆筒尺寸： 外 径 D? 40 mm， 内 径 d? 34 mm 测点位置： l1? 300 mm 加载臂长： l2? 200 mm 主应力及方向 测点 B D ?1（MPa） 实验值 理论值 误差 ?3（MPa） 实验值 理论值 误差 ?0(?) 实验值 理论值 误差

(4) 误差原因及分析

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2．测定与弯矩、扭矩和剪力分别对应的应变和应力 (1) 测定

应变(??) 载荷(N) F 与弯矩M对应 与扭矩T对应 与剪力FQ对应 ?F ?? ??? ??? ???? ???? ????? ?F? N 实 验 值 理 论 值 误差（%）

???? ??M? ????? ??T? ?????? ??FQ? ?M实? MPa ?T实? MPa ?T理? MPa ?FQ实? MPa ?FQ理? MPa ?M理? MPa (2) 误差原因及分析

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实验六 双孔平行梁式传感器敏感元件的实验研究

(综合性实验) 实验日期 年 月 日

班级 指导教师（签字） 一、 实验目的

二、 实验设备和仪器

三、实验数据的记录与处理

1．将半桥接法的各载荷在不同作用点处，测得的工作点（A、B、C、D）X方向的应变数据，记录至表6-1，并根据应力计算公式：??E? ，计算得到的相对应的应力。 表6-1 半桥接法应变仪读数及数据处理

荷载作用于1 荷载作用于2 荷载作用于3 荷载作用于4 荷载作用于5 A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D F＝25N ε (με) σx(MPa) F＝50N ε (με) σx(MPa) F＝75N ε (με) σx(MPa) F＝100N ε (με) σx(MPa)

2．将全桥接法的各载荷在不同作用点处，测得的工作点（A、B、C、D）X方向的应变数据，记录至表6-2，并计算出应变的平均值?、最大偏差值??

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M以及最大偏差的相对值。

表6-2 全桥接法应变仪读数及数据处理(单位：με) 25N 载荷F 50N 75N 100N 载荷作用位置 1# 2# 3# 4# 5# 平均值 ? 最大偏差绝对值??M 最大偏差相对值(%) 3．将荷载F＝100N时，分别由实验数据与弹性力学有限元法计算的应力结果，记录至表6-4并对结果进行比较。

表6-3 载荷为100N时ANSYS计算结果（轴向应力值）

加载点 工作点 应力值（MPa） A 87.546 B -87.555 1# C -47.926 D 54.322 A 92.274 B -92.198 2# C -43.279 D 50.734 A 94.166 B -94.055 5# C -40.420 D 47.899

表6-4 实验法与有限元法应力计算结果的比较

加载点 工作点 A 1# B C D A 5 #实验结果（Pa) 有限元法(MPa) 相对误差(%) 材料力学法 相对误差(%) B C D 4．画出（图6-1）全桥接法传感器应变输出数据与作用载荷大小之间的关系曲线

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图6-1全桥接法输出应变与载荷之间的关系

四、思考题

1．解释双孔梁式传感器的输出与荷载位置无关，仅与载荷大小有关的原因。

2．讨论本实验误差的主要来源以及消除方法。

3．通过本实验的结果，你认为了解双孔平行梁式传感器敏感元件的设计应采用哪种方法？

4．核算本实验使用的传感器的量程是多少。

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