Испытание малоуглеродистой стали статической

Екатеринбург

УГТУ - УПИ

 

УДК 539.3/.6 (075.8)

ББК 30.121я73

С64

 

Рецензенты: кафедра технологии металлов и ремонта машин

Уральской государственной сельскохозяйственной академии

(проф., канд. техн. наук В. Д. Корщиков);

доц., канд. физ.-мат. наук С. В. Чернобородова

(Уральский государственный университет путей сообщений)

 

Авторы: Гончаров К. А., Еремеев А. Л., Еремеева И. В., Житков В. В.,

Зайцева О. Э., Ковалев О. С., Лялина Ф. Г., Никулина Р. И.,

Поляков А. А, Сатаев В. Р., Черногубов Д. Е., Чупин В. В.

 

С64 СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ: учебное пособие / К. А. Гончаров, А. Л. Еремеев, И. В. Еремеева, В. В. Житков, О. Э. Зайцева, О. С. Ковалев, Ф. Г. Лялина, Р. И. Никулина, А. А. Поляков, В. Р. Сатаев, Д. Е. Черногубов, В. В. Чупин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. 149 с.

 

ISBN 978-5-321-01394-6

 

Работа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и учебными планами. В ней описаны современные методы испытания материалов, измерения напряжений и деформаций. Приведены схемы машин, установок и приборов. Работа содержит краткие теоретические сведения и практические указания по определению механических свойств различных материалов. Пособие предназначено для студентов очного и заочного форм обучения всех специальностей, изучающих курс «Сопротивление материалов». Данное издание может рассматриваться как учебное пособие

 

 

Библиогр.: Табл. 14. Рис. 70.

 

УДК 539.3/.6 (075.8)

ББК 30.121я73

 

ISBN 978-5-321-01394-6 Ó Уральский государственный

технический университет-УПИ, 2008

Ó Авторы, 2008

Оглавление

 

1. Испытание малоуглеродистой стали статической нагрузкой

на растяжение…………………….……………………………………………….5

2. Испытание материалов на сжатие……………………………………..…..…18

3. Электротензометрирование и тарировка датчиков

омического сопротивления……………………………………………………...26

4. Растяжение стального образца с измерениемупругих деформаций……….36

5. Испытание стального круглого образца на кручение………………………43

6. Определение напряжений в балке при плоском изгибе……………....……52

7. Определение перемещений при изгибе балки……………………………...61

8. Испытание на растяжение цилиндрической винтовой пружины

с малым шагом витка…………………………………………………………....67

9. Определение напряжений и перемещений

в балке при косом изгибе………………………………………………………..75

10. Определение напряжений при внецентренном растяжении

прямого стержня……………………….………………………………………...83

11. Определение главных напряжений при плоском

напряженном состоянии………………………………………………………...89

12. Опытная проверка теоремы о взаимности работ. Теорема Бетти……….100

13. Определение реакции средней опоры

двухпролетной неразрезной балки…………………………………..………..106

14. Определение критической силы сжатого стержня.……………………...110

15. Исследование действия ударной нагрузки на балку……………………..118

16. Испытание металлов на удельную ударную вязкость……..…………....125

 

17. Исследование колебаний упругой системы

с одной степенью свободы…………………………………………………….131

18. Испытание стали на выносливость при деформации изгиба……………142

 

ИСПЫТАНИЕ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ СТАТИЧЕСКОЙ

НАГРУЗКОЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ

 

Цель работы:

Определение механических характеристик и показателей пластичности стали.

Общие сведения

 

Экспериментальное определение величин механических характеристик и показателей пластичности необходимо для выбора конструкционных материалов и расчетов на прочность и жесткость. Подобные испытания сопровождаются изучением всех стадий деформации образца при растяжении с доведением нагрузки до значений, предшествующих разрыву образца. В процессе испытания определяются механические характеристики: предел пропорциональности, предел текучести и предел прочности. Кроме того, определяются показатели пластичности: остаточное относительное удлинение, относительное сужение и удельная работа, затрачиваемая на разрушение образца.

Образец имеет цилиндрическую форму с головками на концах для закрепления их в захватах машины (рис. 1).

 

 

 

Для испытания применяется короткий пропорциональный образец, то есть такой, у которого расчетная длина l ₀ = 5 d ₀. Перед установкой образца производится измерение его расчетной длины l ₀ (длины участка образца, расположенного между двумя накерненными точками B и C) и диаметра d ₀. По результатам произведенного обмера вычисляется площадь поперечного сечения А ₀ и объем рабочей части образца V ₀ = F ₀ l ₀.

Испытание осуществляется на разрывной машине ИМ-4Р с записывающим приспособлением, автоматически вычерчивающим диаграмму растяжения, то есть график, связывающий нагрузку и деформацию образца в процессе его растяжения до момента разрыва.

Подготовленный к испытанию образец устанавливается в захваты машины, и машина пускается в ход. В процессе испытания ведется наблюдение за поведением образца по диаграмме, вычерчиваемой записывающим устройством машины. После обрыва образца машина останавливается и обе половины образца освобождаются из её захватов. Разрушение образца произойдет в месте образования так называемой «шейки», то есть местного сужения поперечного сечения образца (рис. 2, б).

 

 

Тщательно и возможно плотнее прижав друг к другу обе половины образца по месту обрыва, следует измерить диаметр d _ш в наиболее узком месте «шейки», длину образца после разрыва l ₁ (длину участка образца между точками B и С) и вычислить площадь сечения А _ш. После разрыва образца миллиметровая бумага с записанной на ней диаграммой снимается, и диаграмма подвергается обработке.

Примерный вид диаграммы для малоуглеродистых сталей, записанной машиной в процессе испытания, представлен на рис. 3.

 

 

D l

 

Кривую растяжения на диаграмме при обработке лучше всего подразделить на участки, как указано на рис. 3.

Участок от О до а. На большей части своего протяжения он прямолинеен. В этой части диаграмма выражает прямую пропорциональную зависимость между силой и деформацией, то есть зависимость, записываемую законом Р. Гука. До начала деформации образца перемещение подвижного захвата происходит без нарастания или с небольшим увеличением нагрузки, которая необходима для устранения зазоров как в механизме машины, так и между головками образца и захватами. Поэтому в начале диаграммы появляется сначала горизонтальный, а затем криволинейный участок. Для того чтобы исключить из рассмотрения этот участок, следует продолжить прямолинейный отрезок диаграммы до оси абсцисс, в пересечении с которой получим точку О -начало диаграммы.

Ордината точки а является наибольшей из ординат точек диаграммы, совпадающей с прямолинейным участком О - а. Ордината точки а в масштабе диаграммы равна наибольшей нагрузке обозначаемой Р _пц, при которой выполняется закон Гука.

Предел пропорциональности -наибольшее напряжение s_пц, превышение которого вызывает отклонение от закона Гука. Предел пропорциональности определяется по формуле

где А ₀- начальная площадь поперечного сечения образца.

Участок кривой a - b - c. После перехода через предел пропорциональности деформации начинают интенсивно нарастать, причем от точки b до c диаграммы деформации растут без дальнейшего увеличения нагрузки - материал образца «течет». На диаграмме при этом прочерчивается горизонтальная линия. Ординаты точек на этом участке устанавливают нагрузку Р _т, с учетом которой вычисляется предел текучести s_т.

Предел текучести - напряжение, при котором происходит «течение» материала, то есть рост деформации при постоянной (примерно) нагрузке. Он определяется по формуле

Для ряда высокоуглеродистых и легированных сталей, сплавов цветных металлов площадки текучести может и не быть. В этом случае за величину предела текучести условно принимают напряжение, при котором остаточное удлинение образца составляет 0,2%. Условный предел текучести обозначается s₀₂.

Участок кривой от с до d. На нем от конца участка «текучести» до максимума кривой в точке d наблюдается некоторое увеличение нагрузки на образец. Это явление в технике называется «наклепом» или упрочнением материала образца. В точке d кривая имеет наибольшую ординату. Эта ордината в масштабе диаграммы равна максимальной нагрузке, обозначаемой Р _пч, при которой материал образца начинает претерпевать разрушение.

Предел прочности или временное сопротивление - напряжение, при котором происходит разрушение материала. Предел прочности s_в(пч) находится как отношение максимальной силы, которую способен выдержать образец при растяжении, к его начальной площади поперечного сечения, то есть

Следует отметить, что предел пропорциональности, предел текучести и предел прочности являются условными характеристиками, так как соответствующие им нагрузки относятся к начальной площади А ₀.

Участок кривой от d до e. После достижения максимальной нагрузки деформация образца начинает концентрироваться около какого-либо участка по длине образца, оказавшегося наиболее слабым. На образце появляется так называемая «шейка». На рис. 2, а показан характер интенсивности распределения продольной и поперечной деформации вдоль образца после образования «шейки». Вследствие интенсивного уменьшения площади сечения «шейки» для дальнейшего растяжения образца нужна меньшая нагрузка. Поэтому на диаграмме и наблюдается снижение нагрузки, продолжающееся до разрыва образца. В точке е кривая диаграммы вследствие разрыва образца обрывается. Нагрузка, соответствующая моменту разрыва образца, называется разрушающей и обозначается Р _разр. Разделив нагрузку Р _разрна А _ш - площадь сечения в месте разрушения образца, получим величину истинного напряжения разрушения образца

Истинное напряжение - это напряжение, при котором происходит разрыв образца. Для стали кроме механических характеристик определяются показатели пластичности: остаточное относительное удлинение

и относительное остаточное поперечное сужение

где l ₀ - длина образца до испытания; l ₁ - длина образца после разрыва; А ₀ - площадь поперечного сечения образца до испытания; А _ш - площадь поперечного сечения в месте разрыва образца.

Помимо найденных выше величин напряжений и деформаций, характеризующих прочность и пластичность материала, для оценки качества испытанной стали необходимо определить количество работы, затраченной на разрыв образца. Чем оно больше, тем больше энергии в состоянии поглотить материал не разрушаясь, и тем лучше он будет сопротивляться ударным нагрузкам, поглощая кинетическую энергию удара.

Работа, затраченная на разрушение образца, соответствует площади диаграммы растяжения О- а - b - с - d - е - f (с учетом масштаба сил и деформации).

 

 

Чтобы получить величину, характеризующую сопротивление материалов образца разрыву, необходимо подсчитать удельную работу растяжения, то есть количество работы, приходящейся на единицу объема

а _уд

где A - работа, затраченная на разрушение образца; V ₀ - начальный объем образца.

Практически величину работы A можно определить по формуле

A

где h - коэффициент полноты диаграммы, учитывающий отличие площади параллелограмма O - а ₁- е ₁- f со сторонами, равными Р _maxи l _ост, от действительной площади диаграммы. Коэффициент полноты диаграммы в зависимости от марки стали равен 0,8 ¸ 0,9. В наших испытаниях примем h = 0,85.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Перед установкой образца в захваты испытательной машины произвести измерение его длины l ₀ и диаметра d ₀штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Длина фиксирована точками В и С, которые нанесены с помощью керна (см. рис. 1). Замер диаметра следует сделать не менее трех раз в различных сечениях по длине l ₀. В расчет следует принять среднее арифметическое значение диаметра d ₀.

2. Образец установить в захваты машины 1 и 2 (рис. 4) с помощью двух вкладышей 3 и 4 и разъемных «сухариков» 5 (рис.5). Образец закладывается во вкладыш, как указано на рис. 5, и затем, поддерживая пальцами вкладыш 3, собранная система вставляется в захваты машины (вкладыши вставляются

 

в захваты стороной «С»). При необходимости изменение расстояния между захватами регулируется вращением диска 6 (рис. 4).

 

Для ликвидации больших зазоров в захватах после установки образец слегка натягивают (до момента «начало нагружения») вращением диска и закрепляют его стопором 11.

 

 

3. Каретку 7 с фломастером или пером, заправленным чернилами, зацепить с рычагом 8. Отклонение маятника 9, а следовательно, и рычага 8, пропорционально силе, растягивающей образец. Каретка 7 соединена с рычагом 8, следовательно, и перемещение пера каретки вдоль оси Р пропорционально силе, растягивающей образец.

 

 

4. Миллиметровая бумага должна быть прижата к валику 12 и не иметь перекосов. Валик необходимо соединить с ходовой частью машины защелкой 13.

5. Включить электромотор на «растяжение».

6. В процессе испытания ведется наблюдение за образцом и за характером вычерчиваемой диаграммы.

Примечание. Для контроля характерные нагрузки можно установить по измерительной шкале машины и записать непосредственно на диаграмму.

7. После разрыва образца машину остановить переключателем 10 и освободить образец из захватов.

8. Замерить образец после разрушения, соединив две его части. Образец будет иметь вид, изображенный на рис. 2, б.

Размеры l ₁ и d _ш (диаметр) замерить штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Диаметр «шейки» замерить в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и в расчет принять среднее арифметическое значение.

9. Обработать диаграмму растяжения (см. рис. 3.):

а) установить начало координат осей l и Р, как указано на рис. 3;

б) определить нагрузки Р _пц, Р _Т, Р _пч, Р _разр, учитывая масштаб сил.

Масштаб сил по оси Р может быть в двух вариантах.

Вариант 1

На маятнике 9 подвешены два груза 14 (см. рис. 4), тогда на диаграмме по оси Р одному сантиметру будет соответствовать 100 кг (1000 Н) нагрузки на образец.

Вариант 2

Если подвешен один груз, то одному сантиметру на диаграмме будет соответствовать 50 кг (500 Н) нагрузки на образец;

в) провести прямую ef параллельно прямой Оа и измерить D l _ост учитывая, что масштаб деформации 100:1;

г) вычислить работу, затраченную на разрушение образца по формуле (8).

10. Вычислить характеристики стали: s_пц,s_т, s_в(пч), d, y и а _уд.

11. Оформить отчет по принятой форме.

 

 

ОТЧЕТ 1

 

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

…………………………………………………………….………………………

Испытательная машина…………………………………………………………

Измерительные приборы………………………………………………………..

Схема и размеры образца

 

до опыта

 

l ₀ = …….мм; d ₀ = …….мм; A ₀ = …….мм²; V ₀ = …….мм³.

после опыта

 

 

l ₁ = …….мм; d _ш = …….мм; A _ш = …….м.

 

Масштаб сил……………………………………………………

Масштаб деформаций………………………………………….

 

 

Результаты испытаний

Нагрузки, соответствующие:

пределу пропорциональности	P пц=…………..Н;
пределу текучести	P т=……………Н;
пределу прочности	P пч=…………..Н;
пазрушению образца	P разр=………….Н.

Механические характеристики

Предел пропорциональности	=……….…=…….…МПа.
Предел текучести	=……….……=………МПа.
Предел прочности	=…………=………МПа.

 

Показатели пластичности

 

……=…%; =……=…%.

Полная работа, затраченная на разрушение образца

A =h P _maxΔ l _ост=………………….………….=………………..Дж.

Удельная работа разрушения при растяжении

а _уд =…………………………………..=……………….. .

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

……………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

Отчет принял

……………………………..

 

ОТЧЕТ 2

 

 

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

…………………………………………………………….………………………

…………………………………………………………….………………………

 

Испытательная машина…………………………………………………………

Измерительные приборы………………………………………………………..

1. Сжатие чугуна

 

Схема образца до опыта	Размеры	Вид образца после опыта
	Диаметр d = ……мм Высота h = ……мм Площадь сечения А 0 = ……… м^2

 

 

Разрушающая нагрузка Р _пч =…………. Н.

Предел прочности ………..=…………..МПа.

2. Сжатие цементного камня

 

Схема образца до опыта	Размеры	Вид образца после опыта
	Стороны образца a =……….мм b = ………мм Высота h = ……..мм Площадь сечения А 0 = …………м^2

 

Разрушающая нагрузка Р _пч =…………. Н.

Предел прочности ………..=…………..МПа.

 

3. Сжатие дерева

а) вдоль волокон

 

Схема образца до опыта	Размеры	Вид образца после опыта
	Стороны образца a =……….мм b = ………мм Высота h = …..…мм Площадь сечения А 0 = ………… м^2

 

Разрушающая нагрузка Р _пч =…………. Н.

Предел прочности ………..=…………..МПа.

 

б) поперек волокон

 

Схема образца до опыта	Размеры	Вид образца после опыта
	Стороны образца a =……….мм b = ………мм Высота h = ……..мм Площадь сечения А 0 = ………….м^2

 

 

Разрушающая нагрузка Р _пч =…………. Н.

Предел прочности ………..=…………..МПа.

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

……………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

Отчет принял

……………………………..

ОТЧЕТ 3

 

 

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

…………………………………………………………….………………………

Испытательная машина…………………………………………………………

Измерительные приборы………………………………………………………..

 

 

Схема электротензометра

Схема образца

		P
		Рис. 1

 

 

 

Размеры образца: l= ………..cм; b = ……….см; h = ………..см.

Модуль упругости Е =..……..МПа.

Относительная деформация …………….=………...

Показания прибора

Нагрузка (Н)	Отсчеты в делениях шкалы прибора
Первый (I) тензорезистор	Второй (II) тензорезистор	Третий (III) тензорезистор	Четвертый (IV) тензорезистор

 

D n _ср на D Р нагрузки =………………..

Цена деления шкалы тензометра

………….=……….

К _s = К _e Е =……….=………

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

……………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………….

Отчет принял

……………………………..

Испытательная машина ГЗИП

 

Работа выполняется на испытательной машине ГЗИП (рис. 3), предельная нагружающая способность которой может быть 2 т (20 кН) и 5 т (50 кН). Образец 1 закрепляют в захваты 2 и 3. Нижний захват перемещается с помощью винта 4. Перемещение винта осуществляется рукояткой 5. Нагрузка измеряется силоизмерителем 6.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Замерить размеры поперечного сечения образца b и h.

2. Установить образец в захваты машины.

3. Нагрузить образец начальной нагрузкой P ₀ (для обжатия образца в захватах машины).

4. Произвести начальные отсчеты по продольным и поперечным тензометрам.

5. Плавно увеличивать нагрузку одинаковыми ступенями до напряжения в образце, равного (0,80¸0,90) s_пц . Одновременно на каждой стадии нагружения делать отсчеты по тензометрам.

6. По окончании опыта разгрузить образец до нагрузки P ₀ и снять контрольные отсчеты по тензометрам, которые должны совпадать с первоначальными.

7. Выполнить отчет по прилагаемой форме.

 

 

ОТЧЕТ 4

 

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

…………………………………………………………….………………………

…………………………………………………………….………………………

Испытательная машина…………………………………………………………

Измерительные приборы………………………………………………………..

Тензометры: тип……….………..;

марка……..……….;

база l = ………..….мм.

Цена деления рычажного тензометра n = …………

Цена деления электротензометра K _e = …………....

 

P Схема образца с тензометром                             I       l                     h     b

Размеры поперечного сечения образца: b =………….…см; h =……………см; А = b h =……....см^2.

 

 

Результаты наблюдений

 

Нагрузка, кН	Отсчеты в делениях прибора
Продольные тензометры	Поперечные тензометры
n I	Δ n I	n III	Δ n III	n II	Δ n II	n IV	Δ n IV
	Δ n Iср =	Δ n IIIср =	Δ n IIср =	Δ n IVср =
	D n 1ср =	Δ n 2ср =

 

P, Н

Диаграмма растяжения

 

Модуль Юнга

…………………….=………….МПа.

Коэффициент Пуассона

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

………………………………………………………………………………………

Отчет принял

…………………….

ОТЧЁТ 5

 

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 _r ≈ 0,2 d ³=…….……см³=…………....м³;

l = 100 мм = 10см;

I _r ≈ 0,1 d ⁴ =…………см⁴=………………м⁴.

 

Таблица наблюдений

Крутящий момент Мк, Н∙м	Отсчёты на индикаторе n делений	Приращение показаний Δ n делений	Приращение угла закручивания
Мк 0 =	n 0=	-	-
Мк 1 =	n 1=	Δ n 1=	Δφ1=
Мк 2 =	n 2=	Δ n 2=	Δφ2=
Мк 3 =	n 3=	Δ n 3=	Δφ3=
Мк 4 =	n 4=	Δ n 4=	Δφ4=
Мк 5 =	n 5=	Δ n 5=	Δφ5=
			Δφср=

 

Крутящий момент на одну ступень нагрузки Δ М_к = 5 Н·м

 

Mk, Н×м

Диаграмма кручения

 

Величина модуля упругости при кручении определяется из соотношения

 

 

Крутящий момент, при котором разрушился образец

M_{к разр} =…..................Н×м.

Условный предел прочности при кручении

=……………..=…………МПа.

 

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

………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….

 

 

Отчет принял

……………………………..

……………………………..

 

 

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 такомже 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 y ₂ = у ₄ 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 определяются 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, расположенной 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 e _i - продольная деформация в i точке сечения, Е - модуль Юнга, Δ n_i - приращение показаний прибора для i точки сечения, К _s - цена деления прибора, МПа.

В центральном слое балки наблюдается 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…7при нагрузке P ₀ = 0 (рис. 1). Результаты измерений занести в табл.1 (см. форму отчета).

3. Последовательно увеличивая нагрузку ступенями Δ P найти приращения показания Δ n_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 Δ n_i среднеарифметическое значение Δ n_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 Δ Р, используя эпюры Q и M (см. 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.

 

ОТЧЁТ 6

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

…………………………………………………………….…………………………

Испытательная установка…………………………………………

Измерительные приборы……….……………………………….

База тензорезисторов l =……….мм.

Цена деления шкалы тензометра К _σ = ………………..Па.

 

Схема нагружения балки и расположение тензорезисторов

 

 

Размеры балки и геометрические характеристики сечения

l