Лабораторная работа № 6

ОТЧЁТ

ИСПЫТАНИЕ СТАЛЬНОГО КРУГЛОГО ОБРАЗЦА НА КРУЧЕНИЕ

Цель работы:…………………………………………..…………………………..

…………………………………………………………….…………………………

…………………………………………………………….…………………………

…………………………………………………………….…………………………

Испытательная машина: КМ-50-1.

Измерительные приборы:

1. Штангенциркуль,

2. Индикаторное устройство.

База измерения l = 100 мм.

Вынос рычага, служащего упором ножки индикатора R =68 мм.

Цена деления индикатора К =…………….

Образец и его характеристики

d = ……….мм=………..м

W_ ≈ 0,2d³=…….……см³=…………....м³

l= 100 мм = 10см

I_ ≈ 0,1d⁴ =…………см⁴=………………м⁴

Таблица наблюдений

Крутящий момент Мк(Н∙м)	Отсчёты на индикаторе n делений	Приращение показаний Δn делений	Приращение угла закручивания
Мк0=	n0=
Мк1=	n1=	Δn1=	Δφ1=
Мк2=	n2=	Δn2=	Δφ2=
Мк3=	n3=	Δn3=	Δφ3=
Мк4=	n4=	Δn4=	Δφ4=
Мк5=	n5=	Δn5=	Δφ5=
			Δφср=

Крутящий момент на одну ступень нагрузки ΔМ_к = 5 Н·м

Д

M_k,

Нсм

иаграмма кручения

Величина модуля упругости при кручении определяется из соотношения

Крутящий момент, при котором разрушился образец

M_кразр =…..................Нм.

Условный предел прочности при кручении

=……………..=…………МПа

Выводы по работе…………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….

Отчет принял

……………………………..

……………………………..

Лабораторная работа № 7 определение напряжений в балке при плоском изгибе

Цель работы:

Экспериментальная проверка расчетных формул для определения нормальных и главных напряжений в различных точках поперечного сечения балки при изгибе.

Общие сведения

Изгибу подвергается стальная двутавровая балка, которая закреплена на двух шарнирных опорах и нагружена сосредоточенной силой, приложенной в середине пролета (рис. 1).

На расстоянии а от левой опоры наклеены пять тензорезисторов с первого по пятый, а на таком же расстоянии а от правой опоры наклеены два тензорезистора – шестой и седьмой. Тензорезисторы 1 и 5 наклеены на полках двутавра на оси симметрии; тензорезисторы 2 и 4 наклеены на стенке двутавра параллельно продольной оси x на расстоянии y₂ = у₄ от нейтральной оси; тензорезисторы 3, 6 и 7 наклеены на оси x, причем тензорезистор 3 параллелен оси x, а тензорезисторы 6 и 7 расположены под углом 45^o к оси .

Нормальные напряжения в поперечном сечении балки при плоском изгибе определяется по формуле

где M  изгибающий момент в анализируемом сечении балки; I_z  осевой момент инерции относительно нейтральной оси z; у  расстояние от нейтральной оси z до точки, в которой определяется напряжение.

Знак напряжений определяется по характеру деформации (см. рис. 1)

Главные напряжения при прямом поперечном изгибе определяются по формуле:

В точках, расположенных на нейтральной оси, нормальные напряжения равны нулю σ = 0, поэтому

где Q  поперечная сила в рассматриваемом сечении, (S_z^отс)_max  статический момент инерции площади поперечного сечения относительно поперечной оси z , расположенного выше (ниже) нейтральной оси x, b – ширина поперечного сечения балки в том месте балки на уровне y, где наклеен тензорезистор.

Главные напряжения в нейтральном слое действуют на площадках, наклоненных к оси x под углом 45⁰. Знак касательных, а значит и главных напряжений в точке установки тензорезисторов 6 и 7, определяется по знаку поперечной силы (рис. 1). Направление касательных и главных напряжений показано на рис. 2.

Величины опытных напряжений в точках 1, 2, 3, 4 и 5 определяются по закону Гука для линейного напряженного состояния:

где _i  продольная деформация в i точке сечения, Е  модуль Юнга, Δn_iприращение показаний прибора для i точки сечения, К_  цена деления прибора, (МПа).

В центральном слое балки имеет место чистый сдвиг, так как в нем отсутствуют нормальные напряжения. Поэтому главные напряжения в точках 6 и 7 определяются по формулам для плоского напряженного состояния

(5)

Порядок выполнения работы

1. Установить номер исследуемого двутавра. Замерить расстояние а (рис. 1).

2. Снять начальные показания прибора в точках i =1,2,3…7 при нагрузке P₀ = 0 (рис. 1). Результаты измерений занести в табл.1 (см. форму отчета).

3. Последовательно увеличивая нагрузку ступенями ΔP найти приращения показания Δn_i как разницу между последующими и предыдущими показаниями прибора

.

Результаты вычислений занести в тaбл.1 (см. форму отчета). При этом необходимо соблюдать условие

,

где σ_пц  предел пропорциональности материала, для малоуглеродистой стали σ_пц = 200 МПа, W_z  осевой момент сопротивления сечения балки.

4. Вычислить опытную величину напряжений для точек 1,2,3,4и5 по формуле (4), для точек 6 и 7  по формулам (5), подставляя вместо Δn_i среднеарифметическое значение Δn_i нескольких измерений.

5. Определить теоретическое значение напряжения в точках 1,2,3,4и5 по формуле (1), в точках 6 и 7  по формуле (3) на ступень нагрузки ΔР, используя эпюры Q и M (рис. 1). Построить эпюры σ, полученные теоретическим и опытным путем в сечении балки.

6. Найти расхождение между теоретическими и опытными значениями напряжений в процентах:

Результаты вычислений занести в табл. 2 (см. форму отчета).

7. Отчет оформить по прилагаемой форме.