Лабораторная работа № 7 исследование явления потери устойчивости при сжатии прямых стрежней

1. Цель работы

1. Ознакомиться с явлением потери устойчивости при сжатии стрежней.

2. Исследовать влияние способа закрепления на устойчивость стрежня.

3. Определить зависимость критических напряжений от гибкости стрежней.

2. Схема установки

Работа проводится на испытательной машине SFZ-1. Для реализации различных способов закрепления концов стрежня используется захватное устройство. Оно состоит из основания 3 и двух щек 4 для установки и закрепления устройства на захватах испытательной машины.

В прорезь упора 2 устанавливают образец 1. Если винты 5 не закрепляют конец образца, реализуется шарнирное закрепление в плоскости минимальной жесткости. Когда 4 винта 5 завинчены до упора с образцом, закрепление можно считать абсолютно жестким. Таким образом, появляется возможность испытаний на продольную устойчивость в трех вариантах закрепления стрежня: оба конца закреплены шарнирно (μ =1); один конец закреплен жестко, а другой – шарнирно (μ =0,7); оба конца жестко защемлены (μ =0,5).

3. Размеры образцов

№ образца	l, мм	b, мм	h, мм	Imin, мм4	A, мм2	imin, мм
1	315	20	4	2666,67	80	5,77
2	310	13	5	915,42	75	3,49
3	225	14	4	914,67	56	4,04

4. Расчётные формулы

где ,E= 210⁵МПа;где,l_ф=lпри μ =1,l_ф=l– ­l₀при μ =0,7,l_ф=l– 2l₀при μ =0,5;

5. Результаты расчёта,

№ образца	μ =1					μ =0,7					μ =0,5
	lф, м	λ	Ркр, Н	, МПа	lф, м		λ	Ркр, Н	σкр, МПа	lф, м		λ	Ркр, Н	σкр, МПа
1	315	54,59	25000	312,5	275		33,36	52500	656,3	235		20,36	133000	1662,5
2	310	88,83	75000	1000	270		58,02	127000	1693,33	230		32,95	179000	2386,7
3	225	55,69	30000	535,71	185		32,05	80000	1428,57	145		17,95	125000	2232,1

6. Графики зависимостей и

			6750
			6000
			5250
			4500
			3750
			3000
			2250
			1500
			750
							10 20 30 40 50 60 70 80 90
																																																																																										λ

5.Выводы: Зависимость напряжения от гибкости нелинейная, с ростом гибкости напряжения уменьшаются. Чем больше длина стержня и меньше его поперечное сечение, тем меньше нужно приложить на него нагрузку для потери устойчивости.

Лабораторная работа № 8

УДАРНАЯ ПРОБА МАТЕРИАЛОВ

1. Цель работы

1. Ознакомиться с характером деформации и разрушения мате­риалов при ударном воздействии нагрузки.

2. Определить ударную вязкость различных материалов.

2. Эскиз установки

3. Эскиз образца

4. Таблица наблюдений

Материал	b, мм	h, мм	А, м2	U, Дж	a, Дж/м2
Сталь	10	7,5	75	40	0,53
Чугун	8	8	64	2	0,03

5. Расчётные формулы

6. Выводы: Мы ознакомились с характером деформации и разрушения материалов при ударном воздействии и определили ударную вязкость для стали и чугуна. У стали ударная вязкость больше, чем у чугуна. Коэффициент ударной вязкости характеризует способность материала сопротивляться ударной нагрузке. Чугун материал хрупкий, сталь пластичная, так как при разрушении значительно деформировалась. Этим объясняется большая разница в коэффициентах ударной вязкости.