Опыт № 2. Исследование внецентренного растяжения длинных стержней

   

Цель опыта

1. Экспериментальное определение распределения напряжений по высоте сечения бруса при внецентренном растяжении коротких стержней.

2. Сопоставление опытных результатов с теоретическими.

Описание экспериментальной установки

Эксперимент проводят со стержнем, входящим в комплект лабораторного стенда СМ-1. Отличие этого бруса от предыдущего в увеличенной длине средней (рабочей) части (рис. 8).

 

На боковых поверхностях стержня, как и в предыдущем образце, наклеены тензорезисторы 1 и 2. Для определения поперечных перемещений в среднем сечении бруса устанавливается индикатор часового типа 3. 

 

Краткие теоретические сведения

С учетом прогиба максимальные и минимальные напряжения в среднем сечении бруса вычисляют по формуле

,

где y _с – максимальный прогиб бруса.

Теоретически максимальный прогиб для чистого изгиба вычисляют по формуле

.

 

Методика проведения опыта

Методика проведения этого опыта принципиально не отличается от предыдущего. Единственное отличие заключается в том, что производится измерение показаний только одного индикатора перемещений. В соответствии с этим таблица наблюдений имеет вид таблицы наблюдений 2.

Измерения усилий, деформаций и напряжений проводят аналогично первому опыту.

 Величину смещения среднего сечения измеряют непосредственно по показаниям индикатора 3. Рассчитывают теоретические значения величин наибольшего и наименьшего напряжений по формуле (2). Результаты заносят в таблицу результатов эксперимента 3. Сравнивают результаты теории и эксперимента.

Требования к отчету

 

1. Цель работы.

2. Эскизы обоих образцов с указанием размеров, схемы поперечного сечения и нагружения.

3. Таблицы опытных данных.

4. Таблица результатов эксперимента.

5. Эпюры нормальных напряжений.

6. Расчетные формулы и теоретические расчеты напряжений.

7. Выводы.

Вопросы для контроля знаний

1. Когда возникает внецентренное растяжение-сжатие?

2. На какие простые виды нагружений можно разложить внецентренное растяжение-сжатие при расчетах напряжений и перемещений?

3. Как распределены напряжения в точках поперечного сечения, если линия действия параллельна оси бруса и:

  – проходит через центр тяжести сечения;

– совпадает с одной из точек контура сечения;

– расположена бесконечно далеко то центра тяжести сечения;

– пересекает контур ядра сечения.

4. Как теоретически вычисляют напряжения в произвольной точке сечения?

5. При каких обстоятельствах нейтральная линия:

– проходит через центр тяжести сечения;

– касается контура сечения;

– расположена бесконечно далеко от центра тяжести сечения.

6. Что такое ядро сечения?

7. Как располагается нейтральная линия поперечного сечения относительно плоскости действия изгибающего момента?

8. От каких факторов зависит положение нейтральной линии при внецентренном растяжении-сжатии:

– от величины нагрузки;

– от размеров и площади сечения;

– от координат точки приложения внешней нагрузки.

  Протокол испытаний

Работа № 5

Исследование внецентренного растяжения стержня

 

1. Цель опытов.

2. Эскизы образцов.

3. Таблицы наблюдений.

Таблица 1

№ п/п	Нагрузка, Р, кН	Показания измерителя деформаций в точках		Перемещения в точках
		1	2	3	4	5
1	0
2	1
3	2
4	3

 

Таблица 2

№ п/п	Нагрузка, Р, кН	Показания измерителя деформаций в точках		Средние перемещения в точке 3
		1	2
1	0
2	1
3	2
4	3

 

4. Таблица результатов эксперимента

Приращение нагрузки P, кН	Короткий брус, приращения		Длинный брус, приращения		Максимальные перемещения, мм
	Деформа- ций e	Напряже-ний  s, МПа	Деформа- ций  e	Напряже-ний  s, МПа	Короткий стержень	Длинный стержень

Таблица 3

 

5. Эпюры нормальных напряжений для обоих случаев нагружения.

6. Расчетные формулы и теоретические расчеты напряжений.

7. Выводы_________________________________________________________

__________________________________________________________________

 

Студент_________________                 Преподаватель__________________

Лабораторная работа № 6