- •Предисловие
- •Введение
- •Лабораторная работа № 1 «Определение модуля упругости и коэффициента Пуассона».
- •Характеристика лабораторной установки.
- •Объект испытаний.
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок сборки стенда.
- •Протокол лабораторной работы №1. Определение модуля упругости и коэффициента Пуассона.
- •Порядок выполнения лабораторной работы.
- •Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
- •Модуль упругости:
- •Коэффициент Пуассона:
- •Лабораторная работа № 2 «Испытание на срез».
- •Характеристика лабораторной установки.
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок сборки стенда.
- •Порядок выполнения лабораторной работы.
- •Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
- •Протокол лабораторной работы №2. Испытание на срез.
- •Результаты испытаний:
- •Касательное напряжение в плоскости среза:
- •Выводы:
- •Лабораторная работа № 3 «Определение модуля сдвига при испытании стержня на кручении».
- •Характеристика лабораторной установки.
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок сборки стенда.
- •Порядок выполнения лабораторной работы.
- •Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
- •Протокол лабораторной работы №3. Определение модуля сдвига при испытании стержня на кручении.
- •Среднее арифметическое значение приращения угла закручивания:
- •Модуль сдвига:
- •Выводы:
- •Лабораторная работа № 4 «Проверка закона распределения нормальных напряжений в поперечном сечении прямого бруса при поперечном изгибе».
- •Характеристика лабораторной установки.
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок сборки стенда.
- •Порядок выполнения лабораторной работы.
- •Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
- •Протокол лабораторной работы №4. Проверка закона распределения нормальных напряжений в поперечном сечении прямого бруса при поперечном изгибе.
- •Нормальные напряжения в сечениях балки:
- •Теоретическое распределение нормальных напряжений по плоскости сечения, и экспериментальные точки:
- •Лабораторная работа № 5 «Определение линейных и угловых перемещений поперечных сечений статически определимой балки и сравнение результатов испытаний с теоретическими расчетами».
- •Характеристика лабораторной установки.
- •Краткие теоретические сведения.
- •Р асчетная схема стержня.
- •Стержень в системе координат.
- •Порядок выполнения лабораторной работы.
- •Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
- •Протокол лабораторной работы №5. Определение линейных и угловых перемещений поперечных сечений статически определимой балки и сравнение результатов испытаний с теоретическими расчетами.
- •Расчетные значения прогиба и углов поворота для данной схемы:
- •Лабораторная работа № 6 «Определение посредством тензометрии главных напряжений при кручении».
- •Характеристика лабораторной установки.
- •Краткие теоретические сведения.
- •Напряженное состояние «чистый сдвиг»
- •Главные напряжения при чистом сдвиге
- •Порядок сборки стенда.
- •Порядок выполнения лабораторной работы.
- •Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
- •Протокол лабораторной работы №6. Определение посредством тензометрии главных напряжений при кручении.
- •Нормальные напряжения в сечениях балки:
- •Теоретическое распределение нормальных напряжений по плоскости сечения, и экспериментальные точки:
- •Лабораторная работа № 7 «Определение посредством тензометрии главных напряжений при совместном действии изгиба и кручения».
- •Характеристика лабораторной установки.
- •Краткие теоретические сведения.
- •Компоненты напряженного состояния.
- •Порядок сборки стенда.
- •Порядок выполнения лабораторной работы.
- •Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
- •Протокол лабораторной работы №7. Определение посредством тензометрии главных напряжений при совместном действии изгиба и кручения.
- •Расчетная схема неидеального стержня.
- •Порядок сборки стенда.
- •Порядок выполнения лабораторной работы.
- •Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
- •Протокол лабораторной работы №8. Определение критической силы для сжатого стержня большой гибкости.
- •Экспериментальное значение критической силы:
- •Теоретическое значение критической силы:
- •Лабораторная работа № 9 «Испытание на растяжение».
- •Характеристика лабораторной установки.
- •Краткие теоретические сведения.
- •Порядок выполнения лабораторной работы.
- •Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
- •Протокол лабораторной работы №9. Испытание на растяжение.
- •Эскиз образца:
- •Размеры образца до испытаний:
- •Результаты опыта:
- •Диаграмма растяжения:
- •Характеристики прочности:
- •Диаграмма условных напряжений:
- •Характеристики пластичности:
- •Заключение
- •Литература
- •Содержание
Эскиз образца:
до испытаний после испытаний
Размеры образца до испытаний:
do=______мм lo=______мм Fo=_______мм2
Результаты опыта:
d1 |
dк |
lк |
Рпц |
Рт(Р0.2) |
Рmax |
Pк |
Δlпц |
Δlт |
Δlв |
Δlк |
мм |
Н |
мм |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаграмма растяжения:
Масштабы диаграммы: по оси сил по оси удлинений .
Характеристики прочности:
Предел
пропорциональности
.
Предел текучести
.
Временное
сопротивление
.
Напряжение при
разрыве
.
Истинное сопротивление
отрыву
.
.
Относительное
удлинение
.
Относительное
удлинение
.
Относительное
удлинение
.
Относительное
удлинение
.
Диаграмма условных напряжений:
Масштабы диаграммы: по оси напряжений по оси деформаций .
Характеристики пластичности:
а). Относительное
остаточное удлинение при разрыве εост=
б). Относительное
остаточное сужение при разрыве
Испытание выполнил ст. гр. « » 201 г.
Испытание проверил преподаватель « » 201 г.
Заключение
Выполнив предложенные в учебном пособии лабораторные работы, студенты приобретают навыки проведения экспериментальных исследований с целью получения упругих и механических характеристик материалов, определения напряжённо-деформированного состояния стержней и балок при простых и сложных случаях нагружения, а также определение критических нагрузок при потере устойчивости. Столкнувшись в производственных условиях с аналогичными задачами, будущие инженеры-механики вполне будут способны использовать полученные знания для решения поставленных перед ними задач прочностной надёжности машин и оборудования.
Основополагающие принципы экспериментального метода исследования по-прежнему остаются в силе, а базовые основы проведения простейших опытов, закладываемые при обучении в вузе, имеют перспективу своего развития на качественно новом уровне в современных испытательных лабораториях.
Многолетний опыт преподавания показал, что из трёх видов учебных занятий с наибольшим интересом студенты относятся к лабораторным работам, и этот интерес необходимо всячески подкреплять поиском новых форм и подходов при преподавании курса сопротивления материалов. Авторы практикума надеются, что данное пособие, выданное в электронном виде каждому студенту, положительно скажется на ритмичности учебного процесса и будет в какой-то мере способствовать повышению качества подготовки инженеров-механиков.
Приложение 1
Данные тарировки прорезной пружины
Таблица 1
P, H |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
ξ, мм |
0,165 |
0,331 |
0,496 |
0,661 |
Жесткость пружины K=6048 Н/мм
Данные тарировки упругого элемента планки
Таблица 2
P, H |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
ξ, мм |
0,538 |
1,076 |
1,614 |
2,152 |
Жесткость упругого элемента K=1859 Н/мм
Приложение 2
Механические характеристики материалов образцов
Таблица 3
|
Сталь 45 |
Сталь Ст.3 |
Сплав Д 16Т |
E, Па |
(1,9…2,1)∙1011 |
(2,0…2,2)∙1011 |
(0,68…0,72)∙1011 |
G, Па |
(0.75…0.85)∙1011 |
(0.75…0.85)∙1011 |
(0,2…0,3) ∙1011 |
μ |
0,25…0,3 |
0,25…0,3 |
0,32…0,36 |
