Методика и порядок выполнения работы

1. Перед началом опыта необходимо записать базы и коэффициенты увеличения тензометров k, эксцентриситет е, значения модуля упругости Е материала и размеры поперечного сечения b и h образца, подсчитать площадь сечения F и момент сопротивления сечения W_y при изгибе.

2. После установки образца в машину произвести предварительные нагружения до величины 100 – 200 кгс, что необходимо для надежного крепления образца между захватами машины и ликвидации возможных зазоров. Показания всех тензометров при этой нагрузке считать начальными (начало отсчета) и записать их в журнал наблюдений (Таблица 3.1).

3. Увеличить нагрузку на 500 – 600 кгс до конечного значения, которое не должно превышать усилия, при котором напряжения в образце будут равны пределу пропорциональности. Записать в журнал испытаний величины сжимающей силы и показания тензометров^[3].

4. Для исключения возможной ошибки дважды повторить эксперимент.

5. Вычислить приращение нагрузки ∆Р и разность показаний ∆А и ∆В по каждому из тензометров.

6. Определить окончательное значение приращения нагрузки и разности показаний тензометров как среднее арифметическое по данным трех испытаний.

7. Дальнейшая обработка результатов испытаний заключается в определении опытных напряжений по деформациям, измеренным каждым тензометром, по формуле

где ∆_СР – средняя разность показаний каждого тензометра

(∆А_СР и ∆В_СР);

Е – Модуль Юнга для материала образца;

k – коэффициент увеличения тензометра;

ℓ – база тензометра.

Рисунок 3.2

8. По расчетным данным построить эпюру распределения напряжений по высоте сечения (рисунок 3.2), индексы А и В относятся соответственно к данным, полученным по тензометрам А и В. Растягивающие напряжения откладываются выше нулевой линии, сжимающие – ниже.

9. По формуле (3.2) подсчитать теоретические (расчетные) значения напряжений в точках, в которых деформации измерялись тензометрами:

(3.2)

где ∆Р – приращение нагрузки;

F – площадь поперечного сечения образца;

e – эксцентриситет приложения силы;

W_y – осевой момент сопротивления сечения образца относительно главной оси инерции сечения у.

10. Полученные в пункте 5 значения напряжений откладываются в масштабе на построенной эпюре σ_оп; одно из возможных положений эпюры σ_расч показано на рисунке 3.2 пунктирной линией.

11. Подсчитывают величины расхождений между опытными и расчетными напряжениями в процентах по формуле (3.3) и сделать вывод об их соотношении^[4].

(3.3)

Содержание отчета и его форма

Отчет по лабораторной работе должен быть написан в тетради для выполнения лабораторных работ и составляется по форме:

1. Название лабораторной работы.

2. Цель работы.

3. Краткие теоретические положения.

4. Схема экспериментальной установки (рисунок 3.1).

5. Журнал лабораторных испытаний (таблица 3.1).

6. Расчет опытных (формула 3.1) и теоретических (формула 3.2) напряжений в точках измерения деформаций.

7. Построенная по экспериментальным данным эпюра распределения экспериментальных и теоретических напряжений по сечению стержня (рисунок

3.2).

8. Вывод о расхождении между опытными и расчетными напряжениями и о причине выявленных расхождений.

Таблица 3.1 –Журнал испытаний

Вопросы для защиты работы

1. Какой случай нагружения называется внецентренным растяжением или сжатием?

2. Что называется эксцентриситетом?

3. Как определяют напряжения в произвольной точке поперечного сечения при внецентренном растяжении или сжатии?

4. Почему опасно внецентренное приложение нагрузки для хрупких материалов?

[1] Это положение справедливо лишь в случае достаточно жесткого стержня, когда можно пренебречь перемещениями сеченийот изгиба.

[2] Более предпочтительной является передача на образец сжимающей силы через закаленные шарики, входящие в специальныеуглубления в торцах стержня, так как шарики точнее фиксируют точку приложения силы.

[3] Приращения показаний тензометров при равных ступенях нагрузки должны быть примерно одинаковыми. В случае большого разброса результатов (отклонение свыше 20%) опыт повторить.

[4] Обычно различие расчетных и экспериментальных напряжений не превосходит 10-12% и обусловлено: незнанием точного значения модуля упругости; неполной определенностью положения точки приложения сжимающей силы; неточностями показаний тензометров и их отсчетов и другими погрешностями в ходе эксперимента.

Поиск по сайту: