- •Работа №2 испытание на сжатие пластичных и хрупких материалов
- •Работа № 3 испытание на сжатие дерева
- •Работа № 4 испытание на срез стального и деревянного образцов
- •Работа № 5 ударное испытание образца на изгиб
- •Работа №6 определение упругих постоянных материала
- •Работа№7 опытное определение коэффициента концентрации напряжений
- •Работа №8 испытание стальной балки на поперечный изгиб
- •Работа №9 определение деформаций балки при изгибе
- •Работа № 10 определение твердости материала
- •Работа №11 испытание стального образца на кручение в пределах упругих деформаций
- •Работа № 12 испытание на кручение цилиндрических образцов из различных материалов
- •Работа №13 определение положения центра изгиба для балки незамкнутого тонкостенного профиля
- •Работа №14 испытание консольной балки на косой изгиб
- •Работа № 15 испытание стального образца на внецентренное сжатие
- •Работа № 16 проверка теоремы о взаимности перемещений
- •Работа № 17 испытание прямого стержня на продольный изгиб
- •Работа № 18 испытание на изгиб плоского бруса большой кривизны
- •308012, Белгород, Костюкова, 46.
Работа № 12 испытание на кручение цилиндрических образцов из различных материалов
Цель работы: сравнить характеры разрушения стального, деревянного и чугунного образцов при кручении и определить временное сопротивление.
При кручении круглых стержней в поперечных сечениях возникают касательные напряжения, величина которых определяется по формуле (43).
По закону парности в продольных сечениях стержня возникают такие же по величине, но противоположные по направлению касательные напряжения. На рис.29, а представлено распределение касательных напряжений в поперечном и продольном сечении стержня.
Бесконечно малые элементы, выделенные вблизи наружной поверхности круглого стержня, при кручении испытывают деформацию чистого сдвига (рис.29, б). Главные напряжения равны
=τ, =-τ
и действуют по площадкам, наклоненным к оси стержня на угол 450.
Таким образом, при кручении круглых стержней опасными могут быть как касательные напряжения в продольных и поперечных сечениях, так и нормальные напряжения, действующие по площадкам, наклоненным к оси стержня на угол 450. Характер разрушения зависит от способности материала сопротивляться деформациям сдвига и растяжения.
Древесина слабо сопротивляется скалыванию вдоль волокон. Поэтому деревянные круглые стержни разрушаются при кручении путем образования трещин вдоль образующих (рис.30, а) от действия касательных напряжений в продольных сечениях.
Хрупкие материалы (чугун, бетон, стекло и др.) слабо сопротивляются растягивающим напряжениям. Поэтому стержни из хрупких материалов при кручении разрушаются по винтовой линии, касательная к которой составляет угол 450 с осью стержня, от действия растягивающих напряжений (рис. 30, б).
Стальные стержни при кручении разрушаются по поперечным сечениям от действия касательных напряжений в этих сечениях.
На рис.31 представлены диаграммы кручениядля стали (а), чугуна (б) и дерева (в), гдеТ- крутящий момент, - угол закручивания.
Рис.29
Рис.30
Рис.31
ОПИСАНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
Испытания производятся на машине KM-50-1с максимальным крутящим моментом 500 Н∙м. Машина предназначена для испытания на кручение образцов круглого, прямоугольного и кольцевого поперечных сечений длиной от 130 до 300мм.
Машина имеет диаграммный аппарат для записи зависимости между крутящим моментом Т и углом закручивания
Проведение испытания
1. Установить образец в захватах испытательной машины.
2. Установить в диаграммный аппарат лист миллиметровой бумаги.
3. Плавно нагружать образец крутящим моментом до разрушения.
4. По шкале силоизмерительного устройства определить максимальный крутящиймомент Tmax.
5.Извлечь из захватов машины обе части образца.
Обработка результатов испытания
1. Вычислить полярный момент сопротивления сечения
. (46)
2. Вычислить временное сопротивление при кручении:
для стального образца [1]
; (47)
для чугунного и деревянного образцов
. (48)
3. Выполнить эскизы образцов после разрушения.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается закон парности касательных напряжений?
2. Чему равны главные напряжения при чистом сдвиге?
3. Укажите характер разрушения древесины.
4. Как разрушаются хрупкие материалы?
5. В каких координатах строятся диаграммы кручения?