复杂应力状态主应力测定实验报告

机械工程基础实验实验报告书实验项目名称: 复杂应力电测实验学年：学期：入学班级：专业班级：学号：姓名：联系电话：指导老师：1复杂应力实验设计(预习报告)[注：同学们在上课前需完成预习报告，并交老师检查后方可进行实验] 一、 实验目的 设计出为间接测量主应力1σ及3σ而所需的应变片组分布方案。

二、 画出应变片组的几种常见分布形式三、 应变片组分布设计理论推导 a) 根据主应力公式=1σ =3σ为得到1σ及3σ，必须先求出X σ,Y σ及XY τ b) 根据广义虎克定律公式（推导一般公式）=x σ Y σ= XY XY G γτ=为得到X σ,Y σ及XY τ，必须先求出X ε，Y ε及XY γ C ）根据任意角度应变公式a a a a XY Y X a cos sin sin cos 22γεεε-+=为得到X ε，Y ε及XY γ，必须建立三个方向1a 、2a ，及3a 的应变公式进行联立求解，显然1a ε，2a ε及3a ε可以由电测法直接测出，可以看作已知值。

（问题得到解决）四、 画出自己设计的应变花分布图并写出1σ及3σ的表达式（要求：有推导步骤，可写在背面）1=a ε 度；2=a ε 度；3=a ε 度),,(3211a a a f εεεσ== ),,(3213a a a f εεεσ==实验五复杂应力电测实验（2H）一、实验目的二、实验设备1.多用应力实验台(图1)C图 13三、 实验设计方案（测量位置选择在AA ‘截面的最顶点（图2））目标：测量主应力（）及31σσ以及弯矩（M ）和扭矩（M n ） 提示：Z x W M=σ，nn xy W M ==max ττ图2应变花。

实验三典型(复杂)结构压力容器应力应变测试综合实验一、实验目的1、了解实验应力电测法的基本原理与操作；2、了解薄壁容器承受内压载荷作用时，壳体各部分的应力分布情况，进一步验证理论计算公式；3、比较实测应力与理论应力分布规律，分析其产生误差的原因。

二、实验原理1、应力与应变的关系薄壁容器受内压时各点处于两向应力状态，在弹性范围内，封头和筒体的应力与应变遵循广义虎克定律：(1)(2)其中：错误！未找到引用源。

---- 主应力(经向应力、周向应力)错误！未找到引用源。

---- 主应变(经向应变、周向应变)错误！未找到引用源。

----被测材料的弹性模量209GPa错误！未找到引用源。

----泊松比0.32、应变的测量现有实验手段不能直接测量得到应力，需要先测出应变，然后计算出应力。

本实验是将各点的应变值转变成电参量来测量的。

使用元件是电阻应变片，用502胶水将应变片粘在各被测点上，应变片随同试件一起变形，应变片长度和截面的改变，使应变片的电阻值发生变化(在弹性范围内)，应变片电阻丝单位电阻的变化量错误！未找到引用源。

与其单位长度的变形量错误！未找到引用源。

成正比，即：式中：错误！未找到引用源。

----电阻丝变形后产生的电阻值的变化量； K----电阻丝的灵敏系数；错误！未找到引用源。

----电阻丝的应变值(错误！未找到引用源。

) 应变片电阻值的变化量错误！未找到引用源。

可以通过图1所示的电析平衡法测量。

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是粘在试件上的工作应变片。

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是温度补偿应变片，粘在与错误！未找到引用源。

温度相同但不变形的补偿块上。

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是电桥的另外两臂，在电阻应变仪的内部。

由于应变片阻值的变化除外力负荷引起的外，也受温度变化的影响。

当测试环境温度变化时，必须考虑温度补偿问题。

当试件受力并有温度变化时，工作应变片由于受力和温度变化而导致阻值变化，而温度补偿片只有温度变化而引起的阻值变化，相邻两个桥臂相互抵消，在应变仪上只有应变片因受力变形而导致的应变。

一、电阻应变片粘贴技术一、实验目的1.了解电阻应变片的结构、规格、用途等。

2.学会设计布片方案。

3.掌握选片、打磨、粘贴、接线、固定、防护等操作工艺和技术。

二、实验设备及器材1.YD－88便携式超级应变仪。

2.QJ23型电桥。

3.试件、应变片、砂布、镊子、丙酮、药棉、502胶水、玻璃纸等。

4.试件见图1-5。

三、实验原理应变片的构造很简单。

把一条很细具有高电阻率的金属丝，在制片机上排绕后，用胶水粘在两片薄纸之间，再焊上较粗的引出线，就成了早期常用的丝绕式应变片。

应变片一般由敏感栅（即金属丝）、粘结剂、基底、引线及覆盖层五部分组成。

如将应变片固定在被测构件表面上，金属丝随构件一起变形，其电阻值也随之发生变化，而且，这电阻变化与构件应变有确定的线性关系。

应变片已有多种类型，若按敏感栅所用材料来分，有丝绕式应变片、箔式应变片和半导体应变片。

前两种的敏感栅是以金属丝或箔制成，可统称为金属式应变片，工作原理是基于金属丝的电阻应变效应；半导体应变片则是一类较新品种，具有一些独特的优点。

无论何类应变片，其构成不外基底、敏感栅和引线三大部分。

引线是从敏感栅到测量导线之间的过渡部分，用以将敏感栅接入测量电路。

基底用来保持敏感栅及其与引线接头部的几何形状，在应变片安装以后，由它将构件变形传递给敏感栅，并在金属构件与敏感栅之间起绝缘作用。

目前常见的电阻片有以下几种：（1）丝绕式用电阻丝盘绕电阻片称为丝绕式电阻片（见图1-1和图1-2a），目前广泛使用的有半圆弯头平绕式，这种电阻片多用纸底和纸盖，价格低廉，适于实验室广泛使用，缺点是精度较差，横肉向效应系数较大。

（2）短接式这种电阻片的制作比较容易，在一排拉直的电阻丝之间，在预定的标距上用较粗的导线相间地造成短路，这种电阻片有用纸底的，也有用胶底的（见图1-2b）。

短路接式电阻片的优点是几何形状比容易于保证，而且横向效应系数近于零。

图1-2（3）箔式电阻片它是在合金箔（康铜箔或镍铬箔）的一面涂胶形成胶底，然后在箔面上用照相腐蚀成形法制成的(见图1-2c)，所以几何形状和尺寸非常精密，而且由于电阻丝部分是平而薄的矩形截面，所以粘贴牢固，丝的散热性能好，横向效应系数也较低，和丝绕式应变片相比，箔式片有下列优点：a.随着光刻技术的发展，箔式片能保证尺寸准确、线条均匀，故灵敏系数分散性小。

8 应力状态与应变状态分析1、应力状态的概念，2、平面应力状态下的应力分析，3、主平面是切应力为零的平面，主应力是作用于主平面上的正应力。

（1）过一点总存在三对相互垂直的主平面，对应三个主应力,主应力排列规定按代数值由大到小为:321σσσ≥≥最大切应力为132max σστ-=（2）任斜截面上的应力ατασσσσσα2sin 2cos 22xy yx yx --++=ατασστα2cos 2sin 2xy yx +-=（3) 主应力的大小22minmax )2(2xyyx yx τσσσσσ+-±+=主平面的方位yx xytg σστα--=2204、主应变122122x y x y xy xyx y()()tg εεεεεεγγϕεε⎡=+±-+⎣=-5、广义胡克定律)]([1z y x x E σσμσε+-=)]([1xzyy Eσσμσε+-=)]([1yxzz Eσσμσε+-=Gzxzxτγ=Gyzyzτγ=，Gxyxyτγ=6、应力圆与单元体之间的对应关系可总结为“点面对应、转向相同、夹角两倍。

”8.1试画出下图8.1(a)所示简支梁A点处的原始单元体。

图8.1[解]（1）原始单元体要求其六个截面上的应力应已知或可利用公式直接计算，因此应选取如下三对平面：A点左右侧的横截面，此对截面上的应力可直接计算得到；与梁xy平面平行的一对平面，其中靠前的平面是自由表面，所以该对平面应力均为零。

再取A点偏上和偏下的一对与xz平行的平面。

截取出的单元体如图8.1(d)所示。

(2)分析单元体各面上的应力:A点偏右横截面的正应力和切应力如图8.1(b)、(c)所示，将A点的坐标x、y代入正应力和切应力公式得A点单元体左右侧面的应力为：zMyIσ=bIQSzz*=τ由切应力互等定律知,单元体的上下面有切应力τ；前后边面为自由表面，应力为零。

在单元体各面上画上应力，得到A点单元体如图8.1(d)。

图3-2 受力简图及几何尺寸 实验六 薄壁管弯曲、扭转组合应力的测定一、实验目的工程实际中的构件一般处于复杂应力状态下，往往是几种基本变形的组合，要确定这些构件上某点的主应力大小和方向，也就比较复杂，甚至有些复杂的工程结构尚无准确的理论公式可供计算，在这种情况下，常常要借助实验的方法解决，如电测法、光测法等。

本实验的目的是在复合抗力下的应力，应变测定。

包括通过薄壁圆管在弯扭组合作用下其表面任一点主应力大小和方向的测定；薄壁管某截面内弯矩、剪力、扭矩所分别引起的应变的测定。

1.学习电阻应变仪的使用，学习了解半桥和全桥的组桥技术。

2.通过组桥技术，学习掌握在弯扭组合条件下分离弯曲正应变、扭转剪应变、弯曲剪应变的测量技术。

二、仪器设备1、静态电阻应变仪2、多功能组合实验台三、实验装置实验装置如图3-1所示，它由圆管固定支座1、空心圆管2、固定立柱3、加载手轮4、荷载传感器5、压头6、扭转力臂7、测力仪8、应变仪9等组成。

实验时顺时针转动加载手轮，传感器和压头使随螺杆套向下移动。

当压头和扭转力臂接触时，传感器受力。

传感器把感受信号输入测力仪，测力仪显示出作用在扭转力臂端点D处的荷载值ΔP o 端点作用力ΔP 平移到圆管E 点上，便可分解成2个力：一个集中力ΔP 和一个扭矩M n =ΔP ×a 。

这时，空心圆管不仅受到扭矩的作用，同时还受到弯矩的作用，产生弯扭组合变形。

空心圆管材料为不锈钢，外径D=47.20 mm,内径d= 40.7 mm,其受力简图和有关尺寸见图3-2所示。

I-I 截面为被测试截面，取图示A 、C 二个测点，在每个测点上各贴一枚应变花。

四、实验原理和方法由截面法可知，I-I 截面上的内力有弯矩、剪力和扭矩，A 、C 点均处于平面应力状态。

用电测法测试时，按其主应力方向已知的和未知的，分别采用不同的布片形式。

1、主应力方向已知主应力的方向就是主应变方向，只要沿两个主应力方向各贴一个电阻片，便可测出该点的两个主应变ε1和ε3,进而由广义虎克定律计算出主应力σ1和σ3：σ1= 21E μ-(ε1+με3) ， σ3=21E μ- (ε3+με1) 2、主应力方向未知由于主应力方向未知，故主应变方向也未知。

8 应力状态与应变状态分析1、应力状态的概念，2、平面应力状态下的应力分析，3、主平面是切应力为零的平面，主应力是作用于主平面上的正应力。

（1）过一点总存在三对相互垂直的主平面，对应三个主应力,主应力排列规定按代数值由大到小为:321σσσ≥≥最大切应力为132max σστ-=（2）任斜截面上的应力ατασσσσσα2sin 2cos 22xy yx yx --++=ατασστα2cos 2sin 2xy yx +-=（3) 主应力的大小22minmax )2(2xyyx yx τσσσσσ+-±+=主平面的方位yx xytg σστα--=2204、主应变122122x y x y xy xyx y()()tg εεεεεεγγϕεε⎡=+±-+⎣=-5、广义胡克定律)]([1z y x x E σσμσε+-=)]([1x z y y E σσμσε+-=)]([1y x z z E σσμσε+-=G zxzx τγ=G yzyz τγ=，G xyxy τγ=6、应力圆与单元体之间的对应关系可总结为“点面对应、转向相同、夹角两倍。

”8.1 试画出下图8.1(a)所示简支梁A 点处的原始单元体。

图8.1[解]（1）原始单元体要求其六个截面上的应力应已知或可利用公式直接计算，因此应选取如下三对平面：A 点左右侧的横截面，此对截面上的应力可直接计算得到；与梁xy 平面平行的一对平面，其中靠前的平面是自由表面，所以该对平面应力均为零。

再取A 点偏上和偏下的一对与xz 平行的平面。

截取出的单元体如图8.1(d)所示。

(2)分析单元体各面上的应力:A 点偏右横截面的正应力和切应力如图8.1(b)、(c)所示，将A 点的坐标x 、y 代入正应力和切应力公式得A 点单元体左右侧面的应力为：zM y I σ=b I QS z z *=τ由切应力互等定律知,单元体的上下面有切应力τ ；前后边面为自由表面，应力为零。

应力分析报告模板1. 引言在现代社会中，人们面临着各种各样的应力因素，无论是来自工作、学习还是生活压力，都可能对个人的身心健康产生不良影响。

因此，对应力进行科学的分析和评估显得尤为重要。

本报告旨在提供一个应力分析的模板，帮助个人或团体更好地了解应力的来源、影响和管理方法。

2. 应力来源分析2.1 工作压力工作是人们最常面对的一个应力来源。

常见的工作压力包括工作量过大、工作时间紧张、工作任务复杂等。

本节将对工作压力的来源进行详细分析，以便更好地理解其对个人的影响。

2.2 学习压力学生在学习过程中也面临着很大的压力，如应对考试、完成作业、追求好成绩等。

本节将对学习压力的来源进行分析，帮助学生更好地应对学习压力。

2.3 生活压力生活中的各种因素也会对个人产生压力，如家庭关系、人际关系、经济压力等。

本节将对生活压力的来源进行分析，帮助个人更好地面对生活中的各种挑战。

3. 应力影响分析应力对个人的身心健康有着重要的影响。

本节将对应力对个人的影响进行分析，以便更好地认识到应力管理的必要性。

3.1 生理影响应力过大会对个体的生理机能产生不良影响，如睡眠质量下降、免疫力下降、消化系统紊乱等。

本节将详细分析应力对个体生理的影响。

3.2 心理影响应力会对个体的心理状态产生较大影响，如焦虑、抑郁、失去动力等。

本节将对应力对个体心理的影响进行细致剖析。

3.3 行为影响应力也会对个体的行为产生一定影响，如情绪失控、社交回避等。

本节将对应力对个体行为的影响进行分析。

4. 应对应力的方法为了更好地管理应力，个人需要学会有效地应对各种应力因素。

本节将介绍一些常用的应对应力的方法，帮助个人或团体更好地应对日常的各种压力。

4.1 身体保健保持良好的身体健康是应对应力的基础。

本节将介绍一些身体保健的方法，如适度运动、均衡饮食等。

4.2 心理调适心理调适是有效应对应力的关键。

本节将介绍一些心理调适的方法，如放松训练、积极心态培养等。

4.3 时间管理合理的时间管理可以帮助个人更好地应对各种压力。

应力状态实验报告应力状态实验报告引言在工程领域中，应力状态是一个非常重要的概念。

了解材料的应力状态可以帮助工程师们设计更加安全可靠的结构。

本实验旨在通过实验方法测量不同材料在不同应力状态下的性能，以便更好地理解材料的力学行为。

实验设计本次实验选取了两种常见的材料进行测试：金属和塑料。

首先，我们需要准备好实验所需的材料和设备。

对于金属材料，我们选择了铝合金，而对于塑料材料，我们选择了聚乙烯。

实验所需的设备包括应变计、拉伸试验机和数据记录仪。

实验步骤1. 准备实验样品：分别从铝合金板材和聚乙烯板材中切割出相同尺寸的试样。

2. 安装应变计：将应变计粘贴在试样的表面，确保其与试样紧密贴合。

3. 进行拉伸实验：将试样放入拉伸试验机中，根据实验要求设定合适的拉伸速度和加载方式。

4. 记录数据：通过数据记录仪实时记录试样的应力和应变数据。

5. 分析数据：根据实验数据绘制应力-应变曲线，并计算出材料的屈服强度、抗拉强度和断裂强度等参数。

实验结果通过实验，我们得到了金属和塑料材料在不同应力状态下的性能数据。

从应力-应变曲线可以看出，金属材料具有更高的强度和刚性，而塑料材料则具有更高的延展性和韧性。

这是由于金属材料的结晶结构和原子排列方式与塑料材料不同所致。

讨论与分析通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 金属材料在受力时会发生塑性变形，而塑料材料则会发生弹性变形。

这是由于金属材料的晶格结构可以容纳更多的位错，而塑料材料的分子链结构则决定了其具有较高的弹性模量。

2. 金属材料的屈服强度和抗拉强度较高，适用于承受大应力的工程结构。

而塑料材料的延展性和韧性较高，适用于需要吸能和缓冲的应用领域。

3. 不同材料的应力状态对其性能有着重要影响。

通过改变应力状态，我们可以调整材料的强度、刚性和延展性等力学性能。

结论本次实验通过测量金属和塑料材料在不同应力状态下的性能，深入理解了材料的力学行为。

我们发现，不同材料具有不同的应力-应变特性，这对于工程设计和材料选择具有重要意义。

应力状态实验报告引言应力是生活中普遍存在的现象，对人们的身心健康产生重要影响。

为了深入了解应力对人体的影响以及有效应对应力的方法，本文进行了一项应力状态实验。

本实验旨在通过观察和记录参与者在不同应力状态下的生理和心理变化，以及不同应对策略的效果，为应对应力提供科学依据。

实验设计实验目的通过实验，探究应力状态下人体的生理和心理变化，以及不同应对策略的有效性。

实验对象本实验共招募了30名成年参与者，性别比例平衡。

实验流程1.基线测量：在实验开始前，对参与者进行基线测量，包括血压、心率、皮肤电活动等生理指标，以及心理问卷调查。

2.应力诱导：使用公认的应力诱导方法（如数学问题解答、模拟面试等），在实验过程中引发参与者的应激反应，建立应力状态。

3.应力状态测量：记录参与者在应力状态中的生理和心理变化，包括血压、心率、皮肤电活动、情绪评估等指标。

4.应对策略介入：引导参与者尝试不同的应对策略，如深呼吸、积极思考等，记录策略的效果。

5.再测量：在应对策略介入后，再次测量参与者的生理和心理指标，评估策略的有效性。

6.实验结束：对参与者进行最终的心理问卷调查，了解他们对实验的感受和建议。

实验结果生理指标变化实验结果显示，在应力状态下，参与者的血压明显升高，心率加快，皮肤电活动增加。

这些生理指标的变化表明应力对人体产生了明显的影响。

心理指标变化实验结果还显示，在应力状态下，参与者的情绪普遍出现负向变化，如焦虑、疲劳等。

这表明应力状态对心理健康有不利影响。

应对策略效果在实验中，参与者尝试了不同的应对策略。

结果显示，深呼吸、积极思考等积极的应对策略可以显著降低参与者的血压和心率，并改善情绪状态。

这表明积极应对策略对缓解应力状态具有积极作用。

讨论与结论本实验通过观察和记录参与者在应力状态下的生理和心理变化，以及不同应对策略的效果，得出以下结论：1.应力状态会引发人体生理指标的变化，如血压升高、心率加快等。

2.应力状态会引发人的负向情绪，对心理健康产生不利影响。

竭诚为您提供优质文档/双击可除电测主应力实验报告篇一：实验六主应力测定试验报告错误！未指定书签。

实验六主应力测定试验报告___________系____________专业__________班姓名____________学号_________1.试验目的:a.测定薄壁圆筒在弯曲和扭转共同作用时表面一点处主应力的大小和方向。

b.学习利用电测法测定平面应力状态下的主应力大小和方向，并与理论值比较。

c.学习电阻应变花的应用。

2.试验设备及装置（简述见原理）:3.试验记录及计算结果:1)试件尺寸及已知数据：问题讨论:1)分析测点的实测应力值与理论应力值之间产生误差的原因。

2）如果测点选在薄壁筒的弯曲中性层上，则应力值将会如何变化？指导教师：________________________年_______月______日4.篇二：电测实验报告电测实验报告电测法就是将物理量、力学量、机械量等非电量通过敏感元件转换成电量来进行测量的一种方法，是实验应力分析的重要方法之一。

电测法以测量精度高、传感元件小和测量范围广等优点，在民用建筑，医学，道路，桥梁等工程实践中得到广泛应用。

一、实验目的1.了解电测法的基本原理；2.熟悉悬臂梁的结构及应变特性；3.学会用电测法测量。

4.制作一电子秤，并确定其量程，计算线性度和灵敏度。

二、实验仪器、设备和工具等强度悬臂梁实验仪，精密数字测量仪，砝码，砝码盘，数据线，游标卡尺，钢板尺。

三、实验原理1.主要仪器介绍以弯曲为主要变形的杆件称为梁。

一端固定，另一端自由的梁为悬臂梁。

为了使悬臂梁各个截面的弯曲应力相同,随着弯矩的大小相应地改变截面尺寸,以保持相同强度，这样的悬臂梁称为等强度悬臂梁。

等强度悬臂梁实验仪由已粘贴好电阻应变片的等强度梁、支座、水平仪、调节螺钉和加载砝码等组成，如图1所示。

本实验用电测法测量等强度悬臂梁的应力、应变。

电阻应变片是能将被测试件的应变转换成电阻变化的敏感元件。

实验六 主应力实验一、实验目的l 、用实验方法测定平面应力状态下主应力的大小及方向。

2、学习电阻应变的应用。

二、实验设备1、电阻应变仪及预调平衡箱。

2、带有横臂的空心圆轴，见图8—1。

3、游标卡尺及钢尺。

图8—1三、原理平面应力状态下任一点的应力有三个未知数（主应力大小及方向）。

应用电阻应变仪及应变花可测得一点沿不同方向的三个应变值，例如图8—2所示的三个方向已知的应变a ε、b ε及c ε。

根据这三个应变值可以计算出主为1ε及2ε的大小和方向。

因而主应力的方向亦可确定（与主应变方向重合）。

主应力的大小可从各向同性材料的广义虎克定律求得：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+-=+-=）（）（1222212111μεεμσμεεμσE E （8—1） 为了方便起见，把三个已知方向的应变a ε、b ε和c ε间隔一定的角度。

组成所谓“应变花”图8一3即为常见的“直角应变花”。

所测得的应变分别的0ε、45ε及90ε，即可由下式计算出主应变1ε及2ε的大小和方向：29045245090021222）（）（，εεεεεεε-+-±+=9009004522g εεεεεα---=t （8—2） 若所测部位主应力的方向已知，则只须用两个电阻片，使其方向与已知主应力方向重合，即可测出主应变1ε和2ε，如图8—4所示，再用公式（8一1）计算出主应力的大小。

图8—2 图8—3本实验以图8一1所示空心圆轴为测量对象一端固定，另一端装一固定横杆，轴与杆的轴线彼此垂直，并且位于水平之内。

今在横杆自由端加码，使轴发生扭转与弯曲的组合变形。

由扭—弯组合理论可知，A —A 截面的上表面A 点的应力状态。

如图8—5所示，其主应力与主方向的理论值分别为：图8—5222122τσσσσ+±=⎭⎬⎫）（ （8—3） 和 στα22-=tg然后将计算所得主应力及主方向理论值与实测值进行比较。

四、实验步骤1、试件准备测量空心圆轴的内、外直径D 及d 长度L 及1，见图8-1，拟定加载方案。