2.2. Оборудование

Две опорные стойки 2, 3 (рис. 2.1), образец 15, измеритель деформации ИТЦ-01, блок измерения усилий, датчик измерения усилий (5 кН), крепёжные элементы, ключи.

2.3. Краткие теоретические сведения

Закон Гука [3, 4] выглядит следующим образом

, (2.1)

где - нормальное напряжение в поперечном сечении, - продольная деформация стержня (образца), F – нагрузка, растягивающая образец, A – площадь поперечного сечения образца, Δl – абсолютное удлинение образца, l – первоначальная длина образца.

Для наших условий формулу (2.1) можно преобразовать следующим образом

. (2.2)

Произведние E·A – продольная жёсткость поперечного сечения стержня при растяжении.

В данном экспериментальном исследовании модуль Юнга удобнее всего определять по формуле

(2.3)

Коэффициентом Пуассона называется абсолютное значение отношения поперечной деформации к продольной при линейном напряжённом состоянии

Рис. 2.1 Схема нагружения образца при растяжении

, (2.4)

где - поперечная деформация стержня, Δb – величина абсолютного сужения стержня по оси Y, b – первоначальный поперечный размер образца по оси Y.

2.4. Проведение эксперимента

На образец прямоугольного поперечного сечения (рис 2.2) наклеены тензорезисторы (1, 2 – в продольном направлении; 3, 4 – в поперечном направлении).

Образец 15 (рис. 2.1) вместе с датчиком измерения усилий 11 закрепляются в опорных стойках 2, 3. Соединяем разъём датчика измерения усилий с блоком измерения усилий, а разъём тензорезисторов с прибором ИТЦ-01 (прогрев – 5 мин). Предварительно нагружаем образец силой 0,3…0,5 кН для устранения зазоров в шарнирах путём вращения штурвала 14.

Рис. 2.2. Схема стержня и наклейки тензорезисторов

Устанавливаем на ноль шкалу прибора замера усилий. Затем последовательно нагружаем образец силой 1 кН, 2 кН, 3кН, 4 кН, снимая показания с табло ИТЦ-01 для четырёх тензорезисторов, и заносим все данные в таблицу 2.1. Определяем разность показаний ИТЦ-01 между первым и нулевым, вторым и первым, третьим и вторым и между четвёртым и третьим нагружениями и также заносим в таблицу 2.1. Усредняем разность показаний для всех датчиков по формуле

(2.5)

и также заносим в таблицу 2.1.

Взяв значения тарировочных коэффициентов из лабораторной работы № 1, определяем значения ε_Xi и ε_Yi по формулам:

; (2.6)

. (2.7)

Затем модуль Юнга определяем по формуле (2.3) и усредняем его значение согласно показаниям датчиков 1, 2.

Далее находим коэффициент Пуассона по формуле (2.4), предварительно усреднив значение ε_Y по показаниям датчиков 3, 4.

Показания прибора итц-01 при изменении (приращении) растягивающей силы

Таблица 2.1.

Нагрузка F, кН	Показания прибора ИТЦ-01
	Датчик 1		Датчик 2		Датчик 3		Датчик 4
	Показания	Разность	Показания	Разность	Показания	Разность	Показания	Разность
0
1
2
3
4
Усреднённые разности

Результаты вычислений должны быть в пределах (для стали):

.