弯扭组合变形主应力测定
一、实验目的
1．学习用电测法测定平面应力状态下一点处主应力的大小和方向的原理和方法。
2．学习使用应变花。
二、仪器设备
1．力学多功能实验台。
2．荷载传感器，测力计。
3．YE2539程控应变仪。
三、弯扭实验装置
四、理论计算
式中：
为弯矩，
；
为抗弯截面模量，
；
式中：
为扭矩，
，
为抗扭截面模量，
，
，D和d分别为圆筒的外径和内径。
算出
及
以后，根据下式算出主应力的大小和方向。
五、实验原理
为了用实验的方法测定薄壁圆管在弯扭组合变形时试件表面上一点处的主应力大小和方向，首先要在该点处测量应变，确定该点处主应变
，
的数值和方向，然后利用广义虎克定律算得主应力
，
。根据应变分析原理，要确定一点处的主应变，需要知道该点处沿
、
两个相互垂直方向的三个应变分量
，
，
。由于在实验中测量切应变很困难，而用电阻应变片测量线应变比较方便，所以，通常采用测量一点处沿着与轴成三个已知方向的线应变
，
，
的方法，见图2，按下列方程组联立求得，，。
图 2 图3 应变花构造示意图
为了简化计算，往往采用成特殊角度的三片应变片组成的应变花，本实验采用45o直角应变花（图3），将其粘贴在测点
处（图1），通过应变仪就可测得该点处沿与轴成0o、45o、90o三个方向的线应变
，
，
，代入上述方程得应变分量分别为
主应变的大小和方向为
注意：
为轴到主应变方向的夹角，以逆时针转向为正。
算出主应变的大小后按广义虎克定律计算主应力的大小。
六、实验步骤
1．记录薄壁圆筒的尺寸。
2．将应变花三个方向的应变片分别按半桥单臂工作接在应变仪的电桥上。
3．依次开启测力计、应变仪及计算机的电源。
4．运行计算机的数据采集软件，进行参数设置。
5．在荷载为零时，用计算机对所有测点进行平衡。
6．进行加载，加初荷载后，扫瞄测量一次，记下读数，以后每加一级荷载，测读一次，一直加到最后一级为止。
7．检查数据后，再复测一次。
