Загальні вказівки по проведенню лабораторних

РОБІТ

2.1. Робота №1. Випробування нестандартних зразків деревини на поперечний вигин

Прилади, інструменти, матеріали

1. Заготовки з деревини довжиною не менш ніж 22h для “довгого” та 7h для “короткого” зразків, де h – висота зразка.

Порода – ялина, сосна або ялиця вологістю W=12-20%.

2. Металева лінійка чи рулетка з ціною розподілу 1 мм.

3. Штангенциркуль з погрішністю виміру не більш 0,1 мм за ДСТУ 166.

4. Апаратура для виміру вологості за ДСТУ 16588.

5. Прогиномір із ціною розподілу 0,01 мм.

6. Струна для прогиноміру.

7. Молоток та цвях діаметром 1,0¸1,5 мм довжиною 30¸40 мм для закріплення струни до зразка.

Методика виконання роботи

Перелік робіт та методика їх виконання викладені в журналі додатка 1.

Суть методу по визначенню умовної межі міцності при статичному вигині полягає у встановленні руйнівного навантаження та обчисленні умовних напружень.

При визначенні модулів пружності E і G виконуємо випробування “довгого” та “короткого” зразків. Знаходимо прогини зразків у пружній області роботи матеріалу при дотриманні лінійної залежності між навантаженнями й деформаціями. Модулі пружності обчислюємо за формулою Мора, вирішуючи в загальному випадку систему двох рівнянь:

f=f _m +f_Q=

Довгий зразок повинен мати розмір у поздовжньому напрямку не менш ніж (21¸21)h, та відстань між опорами не менш ніж 18h. За висоту зразка h приймають розмір поперечного перерізу в напрямку дії навантаження. “Короткий” зразок вирізують з незруйнованої частини “довгого” зразка після його випробування, або виготовляють його із заготовки довжиною 30h, довжина її дозволяє вирізувати відразу “довгий” і “короткий” зразки. При цьому розмір у подовжньому напрямку “короткого” зразка повинен бути (7(8)h, відстань між опорами 5-6h.

Відстань між центрами опор вимірюють з погрішністю не більш ніж 1мм, висоту й ширину зразка вимірюють штангенциркулем посередині його довжини не менш трьох разів і результати вимірів округляють до третьої значущої цифри.

Опорні ділянки варто підібрати такої площі, щоб вона не руйнувалися від

-8-

зминання деревини поперек волокон. Перед навантаженням необхідно провести візуальний огляд зразків і за величиною нахилу волокон та розміром сучків установити сорт деревини.

Для зразків прямокутного перерізу момент опору обчислюють по формулі П _ружне При навантаженні посередині прольоту руйнівне навантаження F _тимч. = ,

Момент внутрішньої пари M _вн = s_зг ^. W

Тимчасовий умовний опір для деревини сосни та ялини приймають 50 Мпа. Інтервал навантаження (етап) повинен бути в 10 разів менший ніж максимальне значення руйнівного навантаження, F _етапу =0,1 ^. F_тимч. Тривалість одного етапу навантаження повинна складати наближено 20¸30 сек.

Площа опорної площини для зразка повинна бути не менш ніж А _зм =F_тимч. /(2 ^. σ _зм), де σ _зм =3 Мпа (сосна, ялина).

Для виконання роботи викладач розбиває навчальну групу на бригади по 4-6 чоловік. Пропонуються такі обов'язки членів бригади:

1. Бригадир. Контроль за дотриманням тимчасового режиму випробувань. Узагальнення результатів випробувань, складання висновків. Здача приладів та стенда у справному стані.

2. Вимір геометричних розмірів зразків, обчислення моменту інерції, моменту опору та площі.

3. Обчислення модулів пружності E і G.

4. Виконання навантаження, обчислення руйнівного навантаження, напружень σ і t.

5. Зняття показання за прогиноміром, опис характеру руйнування та його замальовка.

6. Ведення таблиці випробувань, обчислення збільшення прогинів на етапах, обчислення середнього збільшення прогину в пружній стадії роботи матеріалу (повинен працювати найбільш виконавчий, допитливий і сумлінний студент).

При віднесенні матеріалу випробуваних зразків до 1-3 сорту можна керуватися даними тимчасових випробувань зразків сосни – ялини натурних розмірів, отриманих при імовірності 0,99 (коефіцієнт k=2,33), коефіцієнт варіації C _n =0,17. Такі дані одержані шляхом обчислення за формулою:

 

σ _і,тимч =σ_{тимч.сер.}(1 ± k·C _n);

Для деревини:

1 сорт σ _і,тимч. = 36 ± 14,2 Мпа;

2 сорт σ _і,тимч. = 33 ± 13,1 Мпа;

 

3 сорт σ _{і, тимч.} = 22 ± 8,7 Мпа.

 

Результати роботи заносяться в журнал Додатка №1.

-9-

Контрольні запитання

 

1. Чому називають умовними руйнуючі напруги при вигині.

2. Перелічити ознаки сорту випробуваної породи деревини.

3. Дати визначення тривалого опору σ_трив.

4. Побудувати епюри “σ” і “t” граничного стану.

5. Як вибрати етапи навантаження і граничну величину навантаження.

6. Привести формули для обчислення модулів E і G.

7. Зробити висновок про вплив “t” на збільшення прогину для короткого зразка (за результатами випробувань).

8. Пояснити вплив пороків на несучу здатність.

9. Який характер руйнування чистих зразків та зразків із пороками.

10. Розповісти про існуючі методики випробувань зразків.

 

 

-10-