1、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。ZY 图1三、实验原理：槽型钢的弯曲是开口薄壁截面的弯曲，理
2、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：
3、 （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
4、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
5、-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193.1Nm，理论弯矩值为220Nm，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18.79Nm，理论扭矩值为22.90Nm，相对误差为17.94%，如表4所示。表4
6、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。
