6.2. Описание установки
Для испытания балки на прямой поперечный изгиб используется настольная лабораторная установка СМ–4А (схема показана на рис. 6.2).
Шарнирно-неподвижная опора расположена на стойке 3, неподвижно прикреплённой к основанию 2. На стойке 4 поме-щена шарнирно-подвижная опора, допускающая возможность перемещения по горизонтали за счёт катков 5. Расстояние между опорами (пролёт балки) может регулироваться в пределах от 700 до 1000 мм путём перемещения стойки 4 по направляющей 8. При этом длина консольной части балки изменяется от 300 до 0 мм.
Рис. 6.2
Нагружение балки осуществляется с помощью двух гире-вых подвесов и набора грузов 6.
Расстояния от опор до точек приложения нагрузок опреде-ляется по шкале, нанесённой на балке.
Прогибы балки определяются индикаторами А1 и А2, уста-новленными на передвижных стойках 7.
Для измерения
углов поворота опорных сечений балки
к осям шарнирных опор, жёстко соединенных
с балкой, прикреп-лены стержни 9. Угол
отклонения стержня 9 от начального
положения при изгибе балки равен углу
поворота опорного сечения. Определяя
с помощью индикаторов В1
и В2
линейные перемещения
концевых сечений стержней 9 на расстоянии
L
от оси вращения, углы поворота опорных
сечений можем вычислить по формуле
(6.4)
Для экспериментального определения нормальных напря-жений применяется метод электротензометрии. На расстоянии t от неподвижной опоры на верхней и нижней поверхностях балки наклеены проволочные петлевые тензорезисторы Т1 и Т2, с помощью которых измеряются относительные линейные деформации крайних волокон балки.
Так как напряжённое состояние в точках, наиболее удалён-ных от нейтрального слоя балки – линейное, то в упругой ста-дии на основании закона Гука для случая одноосного растяже-ния (сжатия) по измеренным деформациям можно найти нор-мальные напряжения:
(6.5)
Общий вид установки показан на рис. 6.3.
Схема деформации балки при отсутствии груза на консоль-ной части балки приведена на рис. 6.4.
Рис. 6.3
6.3. Методика выполнения работы
1. Согласно заданной схеме опыта подготовить установку (переместить в требуемое положение гиревые подвесы, индикаторные стойки, а в случае необходимости – и стойку подвижной опоры).
2. Записать в таблицу исходных данных характеристики балки (размеры поперечного сечения измерить штангенцирку-лем, а пролёт l и расстояния с1, …, d2, t определить по шкале, имеющейся на самой балке).
3. Определить ступень нагружения ΔF, исходя из того, что наибольшая нагрузка Fmax не должна превышать 60 Н на уста-новке СМ–4А на один гиревой подвес (во избежание перехода за предел пропорциональности). Ступень ΔF должна быть крат-ной весу гири.
4. Убедиться в наличии запаса хода штоков индикаторов в направлении предполагаемых перемещений.
5. Записать в журнал наблюдений начальные отсчёты по индикаторам.
6. Произвести 3-4 нагружения балки равными ступенями по ΔF на каждый гиревой подвес, следя за тем, чтобы полная нагрузка на один подвес не превысила Fmax. На каждой ступени нагружения брать отсчёты по индикаторам и записывать их в журнал наблюдений.
7. По окончании опыта балку разгрузить.
Рис. 6.4