Растяжение стального образца с измерением упругих деформаций

 

Цель работы:

Экспериментальная проверка закона Гука при растяжении. Определение модуля Юнга и коэффициента Пуассона стали.

 

Общие сведения

 

В работе подвергается испытанию на растяжение плоский стальной

 

 

образец в пределах упругих деформаций. На образце (рис. 1) установлены два продольных и два поперечных тензометра.

Для измерения деформаций образца в работе используется электротензометрический метод, изложенный в главе 3.

1. Проверка закона Гука

P

Опытная проверка закона Гука при растяжении производится на основе экспериментально определенной диаграммы растяжения (рис.2), которая строится по результатам испытаний.

 

 

Рис. 2

 

Справедливость закона Гука устанавливается наличием на диаграмме прямолинейного участка.

2. Определение модуля Юнга материала

Модуль Юнга материала определяется по формуле закона Гука

где Δ Р – ступень нагрузки, l – база тензометра продольной деформации, А – площадь поперечного сечения образца, Δ l – абсолютное удлинение образца на отрезке длиной l.

Зная среднее приращение отсчетов Δ n _1cp электротензометра продольной деформации (из таблицы наблюдений) и цену деления прибора в относительной деформации на одно деление K _e, можно вычислить относительную продольную деформацию образца

Цена деления прибора – электротензометра устанавливается опытным путем (см. главу 3).

Подставляя в формулу (1) данные опыта (2), получим

 

3. Определение коэффициента Пуассона

Коэффициентом Пуассона или коэффициентом поперечной деформации называется отношение относительной поперечной деформации к относительной продольной деформации, взятое по модулю

где m – коэффициент Пуассона, e – относительная продольная деформация, e¢ – относительная поперечная деформация.

Относительная поперечная деформация образца вычисляется по формуле

где Δ n _2cp – среднее приращение отсчетов электротензометра поперечной деформации (берется из таблицы наблюдений), K _e¢ – цена деления электротензометра поперечной деформации.

Если характеристики (база, цена деления) тензометров продольной и поперечной деформации одинаковы, то величина коэффициента Пуассона определяется по формуле

 

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

…………………….