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复杂应力实验
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三、试验原理
1．应变花的类型
薄壁圆筒的弯扭组合变形
应变片可以测量一个方向上的线应变，那么要测量多个方向上的应变就必须使用应变化，所谓应变化，实际就是多个应变片的组合（把它们同
s
x
s
x
t
xy
t
xy
薄壁圆筒的弯扭组合变形
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s
x
s
x
t
xy
t
xy
取A点处的一个单元体来分析其应力状态
左右平面——有弯矩产生正应力s x;和扭矩产生的剪切应力txy,
前后平面——只有扭矩在前后平面产生的剪切应力txy,（剪切应力互等定律）
上下平面——既没有正应力s也没有剪切应力t,（因此，属于平面应力状态）
3．应力状态分析
薄壁圆筒的弯扭组合变形
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s
x
s
x
t
xy
t
xy
A
s
x
s
x
t
xy
t
xy
逆着Z轴向下投影
薄壁圆筒的弯扭组合变形
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4．主应力s 1 及s 3理论计算
I-I截面上的弯矩 M=Pb
I-I截面上的扭矩 Mn=Pa
取A点为研究对象，研究其应力状态
其中：
薄壁圆筒的弯扭组合变形
s
x
t
xy
s
x
t
xy
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5．主应力s 1 及s 3电测方法
1） x 和xy 的求解
由于要求出最大主应力1和最小主应力3，必须先求出x和xy（ y =0）
根据广义胡克定律有：
三个方程可以求解两个未知数x和xy（ y =0）,但x ,y和 xy必须为已知。
薄壁圆筒的弯扭组合变形
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2） x ,y和 xy 的求解
由于应变片只能测量某一个方向的线应变， 而不能测量角应变 ，因此，必须借助任意角度线应变公式转换
根据任意角度方向上的线应变公式 ：
由于求解三个未知数x ,y和 xy，需要三个方程，因此，必须建立三个联系方程进行求解，可令=0，45，90度（0，60，120度）（0，90，135度）
这样只要测量三个方向上的线应变，带入公式就可以得到x ,y和 xy
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3） 求解步骤
测量 1 ，  2 和 3
算出x ,y和 xy
算出x和xy（其中： y =0）
要求出最大主应力1和最小主应力3
测量角度的选择应注意：


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6．弯矩M和扭矩MN 的测量
注：x 和xy取载荷P=650N时的值代如公式
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四、步骤
1、连接工作片（观察使用的通道号），由于只有三个工作应变片，
因此，只有要三个惠斯登电桥
薄壁圆筒的弯扭组合变形
R2
UAC
A
A
D
B
B
D
C
C
R1
R3
UBD
UBD
R3
R4
R4
¼桥每通道独立补偿
R1
A
B
R1
A
B
R1
A
B
由于仪器每个通道（惠斯登电桥）的A接线柱内部连通，因此，可以转换为下图
R1
B
A
B
B
因此，工作片一端接A接线柱，一端接B接线柱，B接线柱代表了通道号
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4、加载，第一次加150N，每次增加100N，总共加到650N
（最大的砝码100N，其次分别是50N，20N，10N）
2.　设置仪器参数（按“设置/退出”按钮）
S1：05 S2：05 S3：（1/4桥灵敏度）
S6：1 S9：1（存储仪器参数）
(本次实验不需要调整参数）
3.　加载前，按“平衡”按钮，对5个通道进行初始回零
5.　加载后，按“手动”按钮，对所测通道进行读书、纪录
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五、注意事项
1、加砝码要注意轻拿轻放，避免冲击，摇晃
2、是在加所有砝码之前进行调“平衡”
薄壁圆筒的弯扭组合变形
3、信号采集分