创新实验报告书
材料力学创新实验报告
力学创新实验报告书
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2015年1月
材料力学创新实验报告
内容需要下载文档才能查看薄壁圆筒用不锈钢1Cr18Ni9Ti制造，材料弹性模量E = 202GPa ，泊松比 μ=0.28，
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材料力学创新实验报告
x
MFFx
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图2-1 模型受力图及均布荷载弯矩剪力图
2.2最大正应力的计算
Mmax Mc
pl21
200 0.452 5.06N m 8
D
2.83MPa
0max c
Mmax
Iy
2.3最大剪应力的计算
Fsmax FSA
11
pl 200 0.45 45N22
0max
FS SZ
885Pa
IZ (2b)
2.4最大挠度的计算
由材料力学中简支梁的挠度计算公式可以计算得到：
5pl4
0max c 1.50 10 4m
384EIy
三、实验过程
由于试验中加载均布载荷不容易加载，为了适应万能试验机的加载，我们便简化为
材料力学创新实验报告
两个集中力作用F
pl
，如图所示： 2
F
内容需要下载文档才能查看 内容需要下载文档才能查看F
l/4
3.3最大正应力
l/4l/4l/4
图3-1 材料加载图
由图可知梁在荷载F作用下，梁的最大正应力就发生在该段梁的中点处。考虑到在加载过程中，荷载F可能不是作用在梁的中线上，导致试件可能会发生扭转。
考虑到上述因素，我们确定的贴片方案是，在梁的跨中下表面均匀地粘贴三
+ +
个应变片，编号为2、3、4，测得相应的应变 2, 3, 4，并取其平均值 =234
3作为跨中下表面的应变。由于该点处于单轴应力状态，所以由胡克定律 1max=E可以求得最大正应力。这样贴片的好处是，在测得该处的正应变的同时消除了可能发生扭转而导致的误差。
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图3-2-底面投影贴片图
3.3最大剪应力
由剪力图3-2可见，除梁在荷载 F 作用之间的其他部分，剪力Fs均匀分布，由于中性轴上的正应力为零，因此这部分的中性轴上处于纯剪切状态。 我们的贴片方案是，将一个应变片贴在中性轴处的位置，并与中性轴成45 。
应变贴片位置处于纯剪切 45 =- -45 ，所以只需要贴一个应变片就可以得到该点的剪应力。由广义虎克定律 45 =
1
( 45 45 )，得到最大剪应力E
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1max 45
45 E
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1
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45
图3-3应力状态分析图 图3-4应力圆
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图3-5侧面贴片图
四、实验步骤
1：对所选构件进行打磨：首先，将分发的材料进行全面的处理，进行一系列的打磨和擦拭；
2：通过理论分析确定应变片粘贴位置：通过理论分析，只需在梁中的下端处贴三个应变片，测量相应位置的应变量，然后在荷载与支点中点的中轴线处与水平线成45度方向贴一个应变片即可；
3：在确定的位置正确粘贴应变片：对贴片的位置进行进一步的打磨，是表面光滑平整，便于贴片，然后用酒精擦去表面的灰尘，把502胶水先滴一小滴在贴片位置，然后将应变片轻轻地准确地贴在上边，压匀；用电烙铁将应变片的两个线头与电线焊接在一起；
4：检测应变片是否有效：打开万用表并调制欧姆档，将万用表的两个表头分别接在应变片的两个线端，观察是否有示数，从而确认应变片是否有效；
5：在万能实验机上安装试件：将试件准确地放在万能实验机上，支撑两端的距离为450mm，在试件上侧将两个小圆棒分别放在离试件中点112.5mm的两侧，上面放上用来传递荷载的工字钢，并将连接应变片的彩线正确地连接在数字电阻应变仪上；
6：在实验机上进行分级加载实验：匀速缓慢加载，荷载从0开始以200为
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