3) Подсчитайте среднюю разность показаний индикатора угломера, соответствующее приращению силы ΔF= 100 Н.
4). Вычислите угол закручивания, соответствующий приращению силы
ΔF=100 Н по формуле
Δφ=Δn/h (4)
где Δn- средняя разность показаний индикатора угломера, соответствующая приращению силы ΔF= 100;
k- число ступеней нагружения
h- длина вылета кронштейна крепления индикаторной головки (h=5см.).
5) Вычислите по формуле (3) модуль сдвига G и сравните с табличными
данными.
Примечание: модуль сдвига G, полученный в результате эксперимента должен быть в пределах G = (0,78….0,82)-105 МПа.
Таблица1 Результаты испытаний
№ п/п | Нагрузка Н | Показания угломера | |
Отсчёт Т1 | ∆Т1 | ||
1 | 100 | ||
2 | 200 | ||
3 | 300 | ||
4 | 400 |
Контрольные вопросы
2. Дать определение модуля сдвига.
2. Рассказать порядок проведения опыта?
3. Приведите формулу по которым определяется модуль сдвига.
4. Объяснить принцип работы установки?
5. Почему получаются расхождения между табличными и экспериментальными значениями G.
6. Какой зависимостью связан угол закручивания φ и крутящий момент Мк.
7. Каким образом устанавливается величина ступени нагружения.
|
рисунок 1
Список рекомендуемой литературы
1. «Сопротивление материалов» - М., 1986
2. Н. «Сопротивление материалов» - М., 1983
3. « Пособие к решению задач по сопротивлению материалов»- М., 1975
4. , «Лабораторный практикум по сопротивлению материалов»-М., 1975
5. и др. Лабораторные работы по сопротивлению материалов. Кировоград, 1972
6. и др. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. –К., 1981.
7. , Скорый практикум по сопротивлению материалов деформированию. – М., 1981
8. , Ружицкий материалов: Лабораторный практикум. - К., 1984.
9. Рубашкин работы по сопротивлению материалов. М., 1971.
10. , и др. Сопротивление материалов: Лабораторные работы. – К.,1988.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
Определение перемещений в балке при
изгибе
Цель работы: Экспериментальное определение значений прогибов и углов поворота сечений балки и их сравнение с теоретическими значениями.
Краткие теоретические сведения.
Теория расчета стержней (балок), работающих на изгиб, основывается на ряде допущений. Линейные перемещения (прогибы) малы по сравнению с пролетом балки, а линейные перемещения вдоль продольной оси пренебрежимо малы. Поперечные сечения считаются нормальными к оси балки и после изгиба, при этом угол наклона касательной к оси изогнутой балки равняется углу поворота сечения, что соответствует пренебрежению деформации сдвига. Таким образом, положение каждого поперечного сечения балки, работающей на изгиб, характеризуется двумя перемещениями: прогибом (перемещением в направлении, перпендикулярном к оси балки) и углом поворота.
Прогибы y балки в соответствии с изложенными допущениями определяются из решения дифференциального уравнения:
, (1)
а углы поворота φ сечений – из выражения:
. (2)
Теоретические формулы для определения прогибов и углов поворота:
(3)
Прогиб балки в данной точке практически равен разнице показаний индикатора прогибомера до и после нагружения.
Экспериментальные значения углов поворота опорных сечений определяются из соотношений:
; 
,
где ∆nA, ∆B - разности отсчетов индикаторов соответственно на опоре А и В;
H=100 мм - расстояние от оси балки до ножки индикатора.
Наладка (рисунок 2)
Установите на плиту стола 1 опорную стойку 2 и закрепите болтовыми соединениями - болт 6, гайка 7, шайба 8. Вставьте осевой конец подшипникового узла образца - балки в сборе 9 в отверстие стойки 2 и закрепите центральным болтом 11 рукоятки 10. Установите опорную стойку 3 под корпусом 12 свободного конца балки 9, выверните опорный винт 13 до соприкосновения с корпусом 12 и зафиксируйте контргайкой. Закрепите стойку 3 к плите стола I болтовым соединением. Установите на плиту стола две высокие индикаторные стойки 4 и по центру пониже 5 и закрепите болтовыми соединениями. Наденьте па них бобышки 14 и предварительно зафиксируйте. В отверстия бобышек 14 вставьте стержни 19, а в отверстия стержней кронштейны 20 с закрепленными на них индикаторными головками 15. Выставьте систему так, чтобы ножки крайних индикаторов опирались на стойки корпусов балки 9, а средний - на саму балку, и закрепите. В районе ножки индикатора подвесьте груз 18, используя подвес 17 и серьгу 16.
Производите разборку наладки в обратной последовательности.
Порядок выполнения работы
1) Соберите наладку согласно рисунку 1.
2) Снимите показания индикаторов угломеров и прогибомера.
3) Нагружайте последовательно балку, в заданном сечении, силой 10 Н, 20 Н, 30 Н, 40 Н.
4) Снимите показания индикаторов перечисленных в пункте 2).
5) Заполните таблицу, приведенную ниже.
Таблица 1. Результаты испытаний
Нагрузка F, H | Показания индикаторов | |||||
nА | ∆nА | nВ | ∆nВ | nC | ∆nC | |
10 | ||||||
20 | ||||||
30 | ||||||
40 | ||||||
Порядок расчета
Стержень прямоугольного поперечного сечения для изучения перемещений при изгибе с параметрами:
длина рабочей части l, мм 665±2,0
ширина b, мм 30±1,0
толщина h, мм 5±0,2
нагружающая сила Н, не более 40
1)Посчитайте разность показаний индикаторов ∆nA, ∆nB, ∆nC для ступени нагрузки 10 Н и занесите в таблицу 1.
2)Посчитайте средние значения показаний индикаторов:
где m–число приращений.
3)Определите углы поворота опорных сечений балки по формулам:
где к=0,01 мм - цена деления индикатора.
4)Посчитайте теоретические значения y и φ по формулам (3).
5)Сравните экспериментальные и теоретические результаты.
φB φA
Схема балки
 |
Рисунок 1
Контрольные вопросы
1. Что называется прямым изгибом?
2. Что называется чистым и поперечным изгибом?
3. Какие типы опор применяются для закрепления балок к основанию?
4. Какие перемещения получают поперечные сечения балок при прямом изгибе?
5. Рассказать порядок проведения опыта.
6. Какие методы теоретического определения прогиба знаете?
7. Выведите формулу для теоретического определения прогиба.
8. Выведите формулу для теоретического определения угла поворота.
Рисунок 2
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14
Исследование работы стержня при продольно-поперечном изгибе.
Цель работы: Исследование поведения стального шарнирно-опертого стержня при продольно-поперечном изгибе; экспериментальное определение косвенным путем (по методу Саусвелла) значения силы критической нагрузки сжатого стержня и сравнение ее с теоретическим значением.
Краткие теоретические сведения.
Изгиб гибкого стержня при одновременном действии на него поперечной и продольной силы называют продольно-поперечным изгибом. При этом прогибы стержня (внутренние усилия и напряжения тоже) зависят от поперечной силы, так и от продольной силы.
Для решения задачи продольно-поперечного изгиба необходимо составлять и решать дифференциальное уравнение изогнутой балки -EJxv" = Мх, что само по себе может оказаться непростой задачей. Задача значительно усложняется, если стержень имеет несколько участков, т. к. в этом случае для каждого участка придется составлять и решать свое дифференциальное уравнение. Поэтому, как правило, в практических расчетах при определении прогибов в таких балках применяют приближенную формулу:
где ии - прогиб от поперечной силы, т. е. без учета продольной силы; F - продольная сила;
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
