Опыт 8.2. Определение опорной реакции в балке, защемленной одним концом и опертой в пролете

Цель опыта – опытная проверка теоретических методов определения лишних неизвестных в статически неопределимых балках.

Содержание опыта

Для статически неопределимой балки, защемленной одним концом и опертой в пролете, экспериментально и теоретически (методом сил) определить величину реакции промежуточной опоры.

Схема установки приведена на рис. 8.2.

Рис. 8.2

Исходные данные: материал балки ; Е = МПа; σ_пц = МПа; а = см; l = см; ширина поперечного сечения b = см; высот поперечного сечения h = см; J = bh³/12 = см⁴; W = bh²/6 = см³.

Указания по выполнению опыта

Перед проведением опыта необходимо определить величину максимальной нагрузки Р_max, которая бы не вызывала в сечениях балки напряжений, превосходящих предел пропорциональности. Для этого теоретически (методом сил) определяется величина реакции лишней опоры Х_с^Т как функция нагрузки Р и строится окончательная эпюра изгибающих моментов М_ок. Все расчеты выполняются на отдельном листе как приложение к отчету.

Величина Р_max находится из условия:

M_max = f(P) = σ_пцW; P_max = H.

Расчетная ступень нагрузки Р₀ = должна быть значительно меньше Р_max.

В месте предполагаемой лишней опоры ненагруженной балки устанавливается индикатор часового типа. К свободному концу балки плавно прикладывается груз Р₀ и записывается показание индикатора, замеряющее перемещение балки в сечении С при нагружении этой силой. После этого плавно нагружается подвеска, прикрепленная в точке С. Нагружение производится до тех пор, пока стрелка индикатора не вернется в первоначальное положение, соответствующее ненагруженному состоянию балки. Величина этого груза на подвеске в точке С и будет величиной реакции лишней опоры Х_с^ОП. Опыт повторяется еще два раза при ступенчатом увеличении нагрузки (Р = 2Р₀ и Р = 3Р₀). Рассчитывается теоретическое значение реакции Х_с^Т:

Х_с^Т = Н.

Процент расхождения между теоретическим и опытным значениями реакций

.

Результаты опыта и вычислений заносятся в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Нагрузка Р, Н	Приращение нагрузки Р0, Н	Значение реакции, Н		Расхождение, %

Опыт 8.3. Определение опорного момента балки с одним защемленным и другим опертым концами

Цель опыта – экспериментальная проверка методики расчета лишней неизвестной статически неопределимой системы.

Содержание опыта

Для балки с одним защемленными и другим опертым концами экспериментально и теоретически (методом сил) определить величину опорного момента.

Схема установки приведена на рис. 8.3.

Рис. 8.3

Исходные данные: материал балки ; Е = МПа; σ_пц = МПа; l = см; а = см; ширина поперечного сечения b = см; высота поперечного сечения h = см; J = bh³/12 = см⁴; W = bh²/12 = см³.

Указания по выполнению опыта

Перед проведением опыта необходимо определить величину максимальной нагрузки Р_max, которая бы не вызывала в сечениях балки напряжений, превосходящих предел пропорциональности. Для этого теоретически (методом сил) определяется величина реактивного момента (лишней неизвестной) как функция нагрузки Р и строится окончательная эпюра изгибающих моментов М_ок. Все расчеты выполняются на отдельном листе как приложение к отчету.

Величина Р_max находится из условия: М_max = f(P) = σ_пцW; Р_max = Н.

Расчетная ступень нагрузки Р₀ = должна быть значительно меньше Р_max.

В месте имитаций защемления ненагруженной балки устанавливается индикатор часового типа. К середине пролета балки плавно прикладывается груз Р₀, записывается показание индикатора, замеряющего длину дуги стойки имитатора защемления на уровне установки индикатора. После этого плавно нагружается подвеска имитатора защемления. Нагружение производится до тех, пока стрелка индикатора не вернется в первоначальное положение, соответствующее ненагруженному состоянию балки. Величина момента М_с^ОП = Qa и будет являться экспериментально найденной величиной реактивного момента.

Опыт повторяется еще два раза при ступенчатом увеличении нагрузки (Р₀ = 2Р₀ и Р = 3Р₀).

Процент расхождения между теоретическим и опытным значениями реактивного момента

.

Результаты опыта и вычислений заносятся в табл. 8.3.

Таблица 8.3

Нагрузка Р, Н	Приращение нагрузки Р0, Н	Значение реактивного момента, Н*м		Расхождение, %