Прилади та обладнання:

1. Пристрій для випробування КМ-50-1;

2. Штангенциркуль;

3. Вантажі;

4. Кутомір Бояршипова;

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися із обладнанням та пристосуванням необхідним для проведення досліду та правилами техніки безпеки;

2. Зняти розміри зразка та занести в таблицю 4.1 технологічного звіту;

3. Визначити величину навантаження;

4. Провести попереджувальне навантаження для стиску голівок зразка і захвату машини. Величина моменту при цьому може бути рівна або більша ∆М_к . Зафіксувати величину моменту.

5. Навантажити зразок моментом ∆М_к ,записати показники кутоміра. Провести навантаження зразка (ще 3-4 рази), збільшуючи величину момента кожного разу на ∆М_к, отримані дані занести в таблицю 4.1 технологічного звіту; закінчивши випробування, зразок потрібно розвантажити

6. Обробити результати досліджень:

   1. визначити полярний момент інерції поперечного перерізу

2. визначити крутний момент

3. визначити модуль зсуву

7. Зробити висновки

Звіт (додається)

Контрольні питання:

1. Яка властивість матеріалу характеризує модуль зсуву?

2. В скільки разів зміниться величина закручення,якщо діаметр зразка зменшити в двічі?

3. Чи впливає на величину кута закручення відстань між перерізами, кут повороту яких визначається?

4. Яка залежність існує між трьома пружними деформаціями в матеріалах?

5. Яку залежність можна встановити, навантажуючи зразок по-різному?

Технологічний звіт Дослідження модуля зсуву при кручені

1. Мета роботи:визначити величину модуля зсуву при випробувані

зразка з низьковуглецевої сталі на кручення.

2. Прилади та обладнання:

2.1Пристрій для випробування;

2.2 Штангенциркуль;

2.3Вантажі;

2.4 Кутомір;

3. Схема досліду

4. Результати вимірювань та обчислень

№ п/п	d (мм)	l (мм)	D (мм)	F(Н)	φ= φi-φ0 (град.)	G МПа

таблиця 4.1

5. Обробка результатів дослідження:

6. Висновки:

І Н С Т Р У К Ц І Й Н А К А Р Т А

для проведення лабораторної роботи № 5 з теми

« Визначення напружень в поперечному перерізі балки при прямому згині»

Мета роботи:Визначити дослідним шляхом нормальні напруження в різних точках поперечного перерізу балки. Порівняти величини

напружень, отримані дослідним шляхом, з вирахуваними

по формулах.

Стержень з прямою осю, що працює на згин, називається балкою. Згин балки викликається зосередженими, розподіленими навантаженнями, а також зовнішніми моментами, які діють у площині, що проходить через ось балки. Характерною ознакою деформації згину балки є зміна кривизни її осі. Площина, в якій діють навантаження, називається силовою площиною.

Якщо викривлена вісь балки лежить в силовій площині, то має місце прямий згин балки. При прямому згині скривлена вісь балки є плоскою кривою, що є геометричним місцем вертикальних переміщень точок осі балки. Ці переміщення називаються прогинами балки.При прямому згині в поперечних перерізах балки виникають дві внутрішні сили: поперечна сила Q x та згинальний момент M x, для визначення яких використовується метод перерізів. Якщо обидва зазначені силові фактори M x та Q x є відмінними від нуля,то такий згин називається поперечним. У випадку відсутності поперечних сил згин називається чистим.

Внутрішні сили в довільному перерізі балки, яка знаходиться під дією зрівноваженої системи сил, визначаються таким чином:

- поперечна сила Qx чисельно дорівнює алгебраїчній сумі проекцій на ось у перерізу усіх зовнішніх сил, розташованих по один бік від цього перерізу.

- згинальний момент Мх чисельно дорівнює алгебраїчній сумі моментів відносно осі z перерізу всіх зовнішніх сил, розташованих по один бік від цього перерізу.

На підставі одержаних формул (чи значень для характерних точок осі балки) для поперечних сил Qx та згинальних моментів Мх будують їх епюри.

На ділянках балки, де відсутнє розподілене навантаження (q = 0 ), поперечна сила Qx – постійна величина, а згинальний момент Мx змінюється за лінійним законом.

На ділянках балки, де діє рівномірно розподілене навантаження (q=const), поперечна сила Qx змінюється за лінійним законом, а згинальний момент Мx – за законом квадратної параболи, ввігнутої в сторону дії навантаження q.

На ділянках балки, де поперечна сила Qx >0, згинальний момент М(x) зростає, а при Qx< 0– М(x) спадає.

У перерізі балки, в якому поперечна сила Qx=0, згинальний момент М(х) набуває екстремального (максимального чи мінімального) значення.

На ділянці балки, на якій поперечна сила Qx =0 , згинальний момент Mx =M –постійна величина і на цій ділянці має місце чистий згин.

У перерізі балки, в якому діє зосереджена сила, епюра Qx має стрибок на величину прикладеної сили, а епюра Мх має злом в сторону дії цієї сили.

У перерізі балки, в якому діє зосереджений момент, епюра М(х) має стрибок на величину моменту пари сил.

Нормальні напруження в точках поперечного перерізу балки вираховують по формулі

(5.1)

Де Мху – згинальний момент в перерізі балки;

у – відстань точки до нейтральної осі;

J – осьовий момент інерції поперечного перерізу відносно нейтральної осі.

Дану формулу можна застосовувати для напружень, які не перевищують границю пропорційності матеріалу, тобто для таких навантажень, які викликають тільки пружні деформації.

Найбільший згинаючий момент вираховують по формулі

(5.2)

Де - границя пропорційності матеріалу;

- осьовий момент опору поперечного перерізу балки.

Випробування на згин можна проводити по двом схемам навантаження зразків: одною зосередженою силою, прикладеною по середині зразка між опорами, та двома силами, що прикладені симетрично відносно опор.

В залежності від схеми навантаження,розмірів і опор балки вираховують найбільше навантаження Pmax. Підрахунок найбільшого згинального моменту Mmax потрібно проводити по заниженому значенню границі пропорційності. В цьому випадку можна бути впевненим,що випробування будуть проведені в межах застосування закону Гука.

Для визначення величини напружень в різних точках поперечного перерізу балки за допомогою тензометрів вимірюють величину деформації і користуючись законом Гука, вираховують величину напружень:

σ = έЕ (5.3)

де σ- нормальне напруження;

έ- лінійна деформація;

Е- модуль повздовжньої пружності матеріалу балки.