Показания прибора итц-01 при измерении (приращении) крутящего момента
Таблица 3.1
Нагрузка F1, Н |
Показания прибора ИТЦ-01 |
|||
Датчик 1 |
Датчик 3 |
|||
Показания |
Разность |
Показания |
Разность |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|||
200 |
|
|
||
|
|
|||
300 |
|
|
||
|
|
|||
400 |
|
|
||
|
|
|||
Усредненные разности |
ΔUср1 |
|
ΔUср3 |
|
3.5 Составление отчета
3.5.1. Цель работы.
3.5.2. Изобразить образец с тензорезисторами (см. рис. 3.2).
3.5.3. Исходные данные по тонкостенной трубе:
наружный диаметр – 52,6 мм;
толщина стенки – 1,1 мм;
длина рычага – 200 мм;
модуль Юнга – 0,7·105 МПа;
коэффициент Пуассона – 0,33.
3.5.4. Определение максимальных касательных напряжений теоретическим путем (по формуле (3.1)).
3.5.5. Проведение эксперимента и заполнение табл. 3.1.
3.5.6. Выбор соответствующих тарировочных коэффициентов из лабораторной работы №1.
3.5.7. Определение усредненных значений деформаций ξU, ξV по формулам (3.4)-(3.5).
3.5.8. Определение главных нормальных напряжений по формулам (3.2)-(3.3).
3.5.9. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных. Определение процента ошибки.
3.5.10. Выводы.
3.6. Контрольные вопросы
3.6.1. Определение касательных напряжений в поперечном сечении стержня круглого поперечного сечения.
3.6.2. Нахождение главных площадей и главных напряжений при кручении круглого стержня.
3.6.3. Как определить угол поворота произвольного сечения стержня?
3.6.4. Объяснить причины расхождения между теоретическими и экспериментальными данными.
3.6.5. Что такое чистый сдвиг?
3.6.6. Как определить полярный момент инерции и полярный момент сопротивления?
3.6.7. Определение закона парности касательных напряжений.
3.6.8. Как определить потенциальную энергию деформирования круглого стержня?
3.6.9. Объяснить- каким образом в работе создается крутящий момент.
3.6.10. Почему в работе используется тонкостенная конструкция с небольшим модулем Юнга?
Лабораторная работа № 4 исследование напряженно-деформированного состояния балки при плоском изгибе
4.1. Цель работы
Опытная проверка достоверности использования закона Гука при исследовании НДС балки при чистом изгибе.
Проверка закона линейного распределения нормальных напряжений по высоте сечения.
4.2. Оборудование
Двутавровая балка 6 с наклеенными тензодатчиками (рис. 4.1), элементы приспособления для создания чистого изгиба, измеритель деформации ИТЦ-01, датчик и блок измерения усилий, крепежные элементы, ключи.
4.3 Краткие теоретические сведения
Между точками приложения сил (см. рис. 4.1) в балке возникает чистый изгиб, при котором в поперечном сечении действуют только нормальные напряжения, которые находятся, как
, (4.1)
где MZ – изгибающий момент в поперечном сечении; IZ – момент инерции сечения; y – расстояние от нейтральной оси до слоя, в котором определяется напряжение.
При выводе зависимости (4.1) приняты гипотезы: плоских сечений и не надавливания продольных волокон друг на друга (σy=0). Таким образом, предполагается, что материал балки при чистом изгибе следует закону Гука, в связи с чем опытная проверка напряжений σх производится по закону Гука
, (4.2)
где εх – продольная деформация, определяемая экспериментально; Е – модуль Юнга.
Напряжения σх являются главными напряжениями (σ1 – в растянутой зоне балки, а σ3 – в сжатой), а поперечные площадки, на которых они действуют – главными площадками. Знак напряжения σх определяют по физическому смыслу.
Рис. 4.1 Схема нагружения образца при чистом изгибе