Правила техники безопасности

При выполнении работы единственной опасностью является падение грузов с гиревых подвесов. Поэтому необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.

1. Гири устанавливать на подвесы плавно, без удара.

2. Следить, чтобы прорезь последующего груза находилась в другой плоскости по отношению к прорези предыдущего груза.

3. Запрещается нагружать подвесы грузом массой более 6 кг.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 5

Определение прогибов и углов поворота сечений балки при изгибе

Ц е л ь р а б о т ы : определить опытным путем величину прогиба и угла поворота сечений балки и сравнить их с величинами, полученными теоретическим расчетом.

Основные понятия

Под действием внешних сил балка деформируется таким образом, что ее геометрическая ось искривляется. Изогнутую ось балки называют упругой линией. Если поперечное сечение балки имеет ось симметрии и все внешние силы действуют в плоскости симметрии, то упругая линия будет располагаться в этой же плоскости симметрии. Такой случай изгиба бруса называется прямым изгибом. При прямом изгибе перемещения произвольного сечения балки (рис.5) характеризуется двумя величинами: прогибом w и углом поворота φ.

Рис.5

Прогибом называется перемещение центра тяжести поперечного сечения в направлении, перпендикулярном геометрической оси балки до деформации.

Углом поворота сечения (девиацией сечения) называется угол, на который поворачивается поперечное сечение по отношению к положению сечения до деформации.

Теоретически прогиб и угол поворота можно определить методом Мора с применением правила Верещагина. Методика определения перемещений с помощью интеграла Мора студентам известна. Прежде чем продолжить изучение настоящего руководства:

1. Запишите интеграл Мора для определения перемещений при изгибе.

2. Вспомните, как вычисляется интеграл Мора по правилу Верещагина.

3. Ответьте на вопрос: в чем различие в применении метода Мора к определению линейных и угловых перемещений.

Порядок выполнения работы Задание 1 Экспериментальное определение прогибов и углов поворота.

О б о р у д о в а н и е и п р и н а д л е ж н о с т и :

Лабораторная установка, описание которой приведено в разделе МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

1. Подготовить установку для выполнения эксперимента, установив подвижную опору, подвесы для грузов и индикатор 1 в соответствии с вариантом задания, указанным преподавателем. Схема расположения нагрузок и индикаторов для выбора задания показана на рис.6; варианты задания приведены в табл. 1.

Рис.6

Таблица 1

Варианты заданий

№ варианта	a, см	c, см	d, см	P, H
1	10	20	40	9,8
2	20	40	50	9,8
3	30	60	10	14,7
4	30	70	20	14,7
5	40	80	30	14,7
6	40	70	30	19,6
7	0	30	50	14,7
8	0	30	60	14,7
9	0	40	70	14,7
10	0	40	40	14,7
11	20	40	40	19,6
12	20	60	40	14,7
13	0	30	50	9,8
14	0	30	40	9,8
15	30	40	50	19,6

Закрепить штативы индикаторов 1 и 2 и подвижную опору к основанию установки, а подвесы для грузов – к образцу, с помощью имеющихся на них винтов. Убедиться в том, что стойки индикаторов надежно закреп-лены, без люфтов, что оси измерительных штифтов расположены перпен-дикулярно поверхности, перемещение которой определяется.

2. Индикаторы закрепить так, чтобы стрелка малой шкалы находилась в среднем положении, указанном цифрой 5. Стрелку большой шкалы выставить на 0 или близкое к 0 значение. Нагружая рукой подвес, к которому должна прикладываться нагрузка, установить направление вращения стрелки большой шкалы каждого индикатора. При повороте ее по часовой стрелке показания следует снимать по черной шкале, при вращении стрелки в обратном направлении – по красной.

3. Подготовить таблицу для записи показаний при испытании по следующей форме (табл. 2).

Отсчеты по индикаторам следует записывать с точностью до 1 деления шкалы.

4. При отсутствии нагрузки записать в табл. 2 отсчеты Z₁, Z₂ по двум индикаторам.

Таблица 2

Таблица результатов наблюдений

Нагрузка	Отсчеты по шкале индикатора
	индикатор 1		индикатор 2
	Z1	X1	Z2	X2
O
P
2P
3P
4P
3P
2P
P
O

5. Нагружая балку гирями массой 1,0; 1.5 или 2,0 кг в соответствии с заданием (гири на подвесы следует устанавливать осторожно, статически, не допуская ударов), а затем разгружая ее, записать на каждой ступени нагружения отсчеты по индикаторам в табл. 2.

6. Вычислить разности смежных отсчетов X₁,X₂, которые определяются как разность последующего и предыдущего отсчетов при нагружении и разности предыдущего и последующего отсчета при разгрузке и записать в соответствующие столбцы табл.2.

7. Провести анализ полученных результатов. Если в каком-либо столбце X_ϊ окажутся значения, выпадающие из общего ряда, т.е. значительно отличающиеся от других значений этого столбца, то эти значения следует исключить из дальнейшей обработки или повторить измерения.

8. Провести обработку результатов, полученных в табл.2.

Прогиб балки w определяется прямым измерением с многократными наблюдениями индикатора 1 (см. рис. 6).

Результат измерения прогиба определяется формулой

, (2)

где	с	=	0,01 мм – цена деления индикатора;
	i	-	порядковый номер наблюдений;
	n	-	число наблюдений;
	X1i	-	разность смежных отсчетов по индикатору 1.

Угол поворота сечения на правой опоре φ определяется путем косвенного измерения индикатором 2 и находится по формуле

, (3)

где	X1i	-	разность смежных отсчетов по индикатору 2,
	L	=	150 мм – результат измерения расстояния от наконечника
	индикатора 2 до центра тяжести сечения.

Остальные обозначения те же, что и в формуле (2). Результат вычислений прогиба w должен быть округлен с точностью до 0,01 мм, угла поворота сечения φ до 0,01 рад.