5.3. Методика выполнения работы

1. Проверить готовность установки к работе: подключён ли измеритель деформаций 11 к электросети, соединены ли с ним разъемом 12 тензорезисторы, а также подключён ли датчик усилий 7 разъёмом 12 к измерителю усилий 14.

2. Записать в таблицу исходных данных характеристики балки (измерить штангенциркулем размеры поперечного сече-ния; линейкой – длину балки, расстояния до точек приложения сил и координаты середин всех тензорезисторов, отмеряя их от линии, проведенной по середине высоты балки) – рис. 5.2.

Эп. М

М_max = = 0,0625 кН∙м

Рис. 5.2

3. Предварительно нагрузить балку силой F_o= 0,5 кН.

4. Снять показания измерителя деформаций, переключая каналы для последовательного подключения тензорезисторов.

5. Нагружать балку последовательно силами 1 кН, 1,5 кН, 2 кН, 2,5 кН. На каждой ступени нагружения записывать показа-ния ИД для всех тензорезисторов в соответствующие графы журнала наблюдений.

6. Разгрузить балку.

5.4. Обработка результатов испытаний

1. Для каждой ступени нагружения вычислить приращения показаний прибора для измерения деформаций, соответствую-щие приращению нагрузки ΔF, по всем девяти тензорезисторам:

……………………………………….

где i – номер ступени нагружения;

n – число ступеней нагружения.

2. Вычислить средние значения приращений отсчётов по каждому тензорезистору:

Величины, найденные в п.п. 1 и 2, занести в журнал наблюдений.

3. Определить приращения относительных линейных деформаций для каждого тензорезистора, соответствующие приращению нагрузки ΔF:

…………………..

Здесь С – цена деления прибора для измерения деформации.

4. Вычислить приращения напряжений, вызываемые нагрузкой ΔF , по формуле (5.2):

………………….

Занести полученные значения напряжений в соответствую-щую строку журнала наблюдений (табл. 5.2).

5.5. Теоретическое определение напряжений

Теоретические значения приращений напряжений в точках 1 – 7, соответствующие нагрузке ΔF, вычисляются на основании формулы (5.1). Для этого необходимо подставить в неё предва-рительно вычисленный осевой момент инерции I_z поперечного сечения балки с измеренными размерами и координату середи-ны i-го тензорезистора. При этом для получения напряжения в кПа момент инерции I_z задаётся в м ⁴ , а координаты у точек – в метрах c учётом их знаков.

Теоретические напряжения в точках 8 и 9, где тензорези-сторы наклеены в поперечном направлении, равны нулю согласно допущению о ненадавливании волокон друг на друга.

5.6. Форма отчёта о лабораторной работе

1. Цель работы:……….

2. Приборы, приспособления и оборудование, использован-ные при выполнении работы: ………………..

3. Схема установки (см. рис. 5.2).

4. Исходные данные:

а) геометрические характеристики балки

Таблица 5.1

Геометрические характеристики поперечного сечения балки				Длина балки	Расстояния от опор до точек приложения силы
b, см	h, см	t, см	Iz , см^4	l, м	a, м
1	2	3	4	5	6

б) координаты точек расположения тензорезисторов:

у₁ = … см, у₂ = … см, …, у₇ = … см;

в) модуль упругости первого рода материала балки

Е = 0,7 (алюминиевый сплав Д16Т);

г) цена деления прибора для измерения деформации

С = 10^–6;

д) ступень нагружения ΔF = 0,5 кН;

е) число ступеней нагружения n = 4.

5. Журнал наблюдений.

Таблица 5.2

№ п/п	Показания ИС	Нагрузка F кН	Показания тензорезисторов и их приращения
			Т1	∆Т1	Т2	∆Т2	Т3	∆Т3	…	Т9	∆Т9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	…	20	21
0	0,36	0,5							…
1	0,72	1,0
2	1,08	1,5
3	1,44	2,0
4	1,80	2,5

К_Т = 0,72 – коэффициент тарировки измерителя силы (ИС).

6. Результаты экспериментального определения напряже-ний:

а) приращения относительных линейных деформаций:

………………………………

б) приращения нормальных напряжений:

…………………………..…..

7. Теоретическое определение нормальных напряжений:

………………………………….

Все деформации и напряжения, найденные эксперимен-тально и вычисленные теоретически, записать в табл. 5.3.

Таблица 5.3

∆Т i (ср)
ε = ∆Т i (ср) ·С
эксп = Е·ε, кПа
σ теор ,кПа
% расхождения

8. Сопоставление экспериментальных данных с результата-ми теоретических расчётов:

Вычислить расхождения в процентах между опытными и теоретическими значениями напряжений и записать в нижнюю строку табл. 5.3.

9. Построить эпюру напряжений (рис. 5.3), строго соблюдая выбранный масштаб, по теоретическим вычислениям и по ре-зультатам экспериментов. Убедиться, что линия, соединяющая экспериментальные точки, близка к теоретической эпюре (прямой) для нормальных напряжений.

Рис. 5.3

10. Выводы: ……..