Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Сопротивление материалов » (стр. 2 )

Производите разборку наладки в обратной последовательности.

Порядок выполнения работы.

1) Установите короткий стержень, зафиксировав его штифтами, и произведите предварительное нагружение для устранения зазоров в шарнирах не­большой силой и снимите показания ИД для двух тензорезисторов и прогибомера (для длинного стержня).

2) Нагружайте образец последовательно силой 1,ОкН, 2,0 кН, 3,0 кН,
4,0 кН, контролируя значение силы по табло блока измерителя силы. На каж­дом уровне силы снимайте показания ИД для обоих тензорезисторов и прогибомера (для длинного стержня).

3) Разгрузите короткий образец, снимите и поставьте на его место длин­ный стержень и выполните эксперимент аналогичным способом.

4) Повторите эксперимент по пункту 2).

5) Заполните таблицу 1 (для короткого стержня), таблицу 2 (для длинного стержня).

Таблица1. Результаты испытаний

№ п/п	Нагрузка F, Кн	Показания тензорезисторов
Т1	∆Т1	Т2	∆ Т2
1	1
2	2
3	3
4	4

Таблица 2. Результаты испытаний

№ п/п	Нагрузка F, Кн	Показания
тензорезисторов	прогибомера
Т1	∆Т1	Т2	∆ Т2	Pc	∆Pc
1	1
2	2
3	3
4	4

Порядок расчета

Гибкие стержни прямоугольного поперечного сечения для изучения перемещений и напряжений при внецентренном растяжении с параметрами:

длина рабочей части, мм

стержень 1 450±2,0

стержень 2 150±1,0

высота сечения h, мм 7±0,2

ширина сечения b, мм 20±1,0

эксцентриситет приложения силы e, мм 10±0,5

нагружающая сила F, кН, не более 4

1) Подсчитайте разность показаний тензорезисторов и прогибомера
путем вычитания из последующих показаний начальных значений (таблицы 1,2).

2) Посчитайте средние значения показаний тензорезисторов и прогибомера:

где n–число приращений.

3) Определите напряжения и перемещения (для двух стержней) по формулам:

где

К - цена деления тензодатчика;

Е=2*10 МПа – модуль упругости для стали.

4) Определите прогиб среднего сечения длинного стержня

5) Подсчитайте теоретические значения наибольших и наименьших напряжений (формулы 1,2).

6) Дайте заключение о целесообразности использования различных рас­четных схем и соответствии теоретических и опытных данных.

Схема короткого стержня

Рисунок 1

Схема длинного стержня

Контрольные вопросы

1. Какой вид деформации называется внецентренным растяжением (или сжатием)?

2. Как определяется положение нейтральной оси при внецентренном растяжении и сжатии стержня?

3. Рассказать порядок проведения опыта

4. Приведите формулы, по которым определяются наибольшие и наименьшие напряжения от изгиба без учетов прогибов.

5. Объяснить принцип работы установки.

6. Почему получаются расхождения между теоретическими и экспери-ментальными значениями?

Рисунок 3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

«Испытание на кручение стального образца.

Определение модуля сдвига»

Цель работы - экспериментальное определение модуля сдвига (моду­ля упругости второго рода) при чистом сдвиге.

Краткие теоретические сведения.

В пределах упругих деформаций угол закручивания φ связан с крутя­
щим моментом Mk следующей зависимостью:

φ=Mk∙l/G∙Jρ (1)

где l-длина участка стержня;

Jp - полярный момент инерции;

G - модуль упругости второго рода (модуль сдвига).

Отсюда

G= Mk∙l/ φ ∙Jρ (2)

На практике модуль сдвига определяют по приращению взаимного

угла поворота Δ φ, на участке стержня длиной l, которое соответствует

ΔМk =ΔF∙a.

Здесь Δ F - ступень нагружения,

а - длина плеча рычага (а = 200 мм).

Таким образом

G=ΔFa∙l/ΔφJρ (3)

Описание установки

Для проведения работы используйте образец наименьшего диаметра, вы­полненный из стали. Нагружайте образец крутящим моментом - вращением гайки 19. Силу, действующую на плечо рычага, равное 0,2 м (длина рычага 13), контролируйте по блоку измерителя силы (ИС), угол закручивания измеряйте механическим угломером.

Описание наладки (рис. 1).

Установите на плите стола 1 опорную стойку 2 и закрепите болтовым соединением - болт 6, гайка 7, шайба 8. Вставьте в отверстие стойки осевой ко­нец образца 9 - ступенчатой трубы в сборе с кронштейнами 15, 16 и зафикси­руйте центральным болтом 11 рукоятки 10. Установите под подшипник 12 сво­бодного конца образца 9 стойку 4, подложив под нее поперечную плиту 3 в сборе с подвижной стойкой 5 и закрепите к плите стола 1 болтовыми соедине­ниями. Закрепите к подвижной стойке 5 датчик усилий до 0,5 кН 14, а к ней серьгу со втулкой 20. Закрепите на конце образца 9 рычаг 13. Соедините серьгу 20 с концом рычага 13 штифтом 21. На кронштейн 16 закрепите индикаторную головку 17. Нагружение образца производите вращением гайки 19 подвижной стойки 5. Контролируйте нагружающую силу по показаниям блока измерителя силы (ИС).

Производите разборку наладки в обратной последовательности.

Порядок выполнения работы.

Тонкостенный цилиндрический стержень для оределения модуля сдвига с параметрами:

длина рабочей части, мм - 80 ± 1,0

внутренний диамнтр, мм - 16 ± 0,1

наружный диаметр, мм - 20 ± 0,2

крутящий момент силы, Н · м, не более - 50

1) Произведите предварительное нагружение образца для устранения за­зоров в системе силой 100 Н и снимите показания угломера.

2) Нагружайте образец последовательно силой 200 Н, 300 Н, 400 Н, кон­тролируя значения силы по табло блока измерителя силы. Снимайте на каждом уровне показания индикатора угломера.