- •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 №9 определение деформаций балки при изгибе
Цель работы: проверить опытным путем теоретические формулы для определения деформаций балки при изгибе.
Строительные конструкции, а также машины и механизмы, должны быть не только прочными, но и достаточно жесткими. Это означает, что перемещения различных точек конструкций, возникающие под действием нагрузок, должны быть достаточно малыми.
Рассмотрим (рис.22) плоский изгиб консольной балки под действием сосредоточенной силы F приложенной на конце.
Перемещение центра тяжести сечения по направлению, перпендикулярному к оси балки, называется прогибом балки в этом сечении. Одновременно с прогибом сечения поворачиваются на угол по отношению к своему первоначальному положению.
В заделке равны нулю прогиб и угол поворота сечения. По мере удаления от заделки прогибы балки и углы поворота сечений увеличиваютсяи достигают максимальных значений на конце балки:
(35)
(54) 80
Контрольные вопросы 94
Контрольные вопросы 98
Рис.22
Рис.23 Рис.24
Рис.25
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Испытания производятся на установке (рис.25) представляющей консольную стальную балку 1 длиной =50 см прямоугольного поперечного сечения b = 4,80,9 см.
Длина балки размечена метками через каждые 10 см. На одной из этих меток, определяющей расстояние , производится приложение сосредоточенной силы F путем установки груза на подвеску 2. При этом изгиб балки имеет место только на участке длиной . Часть балки длинойостается прямолинейной и перемещается как твердое целое. Это перемещение состоит из параллельного переноса на величину, равную прогибу балки в сечении В и углового перемещения на величину, равную углу поворота сечения В.
Предполагая прогибы балки малыми, из рис.25 получим
(38)
где и - прогибы балки в сечениях А и В.
Измерение прогибов балки производится индикаторами часового типа (рис. 26) с ценой деления 0,01 мм. Полный оборот большой стрелки соответствует повороту малой стрелки на одно деление. Поэтому запись показаний индикатора производится с учетом показаний малой и большой стрелок. Например, если малая стрелка находится между делениями 2 и 3, а большая - на делении 38, то отсчет равен 238.
Проведение испытания
Установить подвеску 2 на определенном расстоянии 1 от заделки (рис.25).
2. Установить два индикатора часового типа: индикатор А - на свободном конце балки, индикатор В - на расстоянии от заделки.
3. Установить на подвеску 2 груз F =10Н (предварительная нагрузка) и записать в журнал лабораторных работ показания обеих индикаторов в делениях.
4. Установить на подвеску 2 еще один груз F = 10 Н и записать в журнал новые, показания индикаторов в делениях.
5. Снять оба груза с подвески.
Результаты испытаний
Таблица 10
Вариант |
Нагрузка кН |
Отсчет по индикатору В |
Отсчет по индикатору А |
1 |
0 |
0,38 |
1,23 |
20 |
0,70 |
1,87 | |
2 |
0 |
0,56 |
4,12 |
20 |
0,89 |
4,74 | |
3 |
0 |
1,26 |
2,74 |
20 |
1,57 |
3,34 | |
4 |
0 |
3,08 |
1,01 |
20 |
3,38 |
1,63 | |
5 |
0 |
3,06 |
1,02 |
20 |
3,37 |
1,64 | |
6 |
0 |
0,56 |
2,96 |
20 |
0,87 |
3,59 | |
7 |
0 |
5,11 |
0,56 |
20 |
5,41 |
1,16 | |
8 |
0 |
0,39 |
2,01 |
20 |
0,69 |
2,61 | |
9 |
0 |
1,48 |
1,12 |
20 |
1,80 |
1,75 | |
10 |
0 |
0,93 |
3,46 |
20 |
1,25 |
4,08 |
Все расчеты и выводы по работе занести в журнал лабораторных работ.
Обработка результатов испытания
1. Вычислить разность показаний индикатора В и умножить ее на цену деления. Полученное значение является приращением прогиба в точке приложения силы.
2. Вычислить разность показаний индикатора А и умножить ее на цену деления. Полученное значение является приращением прогиба на конце балки.
3. Вычислить приращение угла поворота сечения в точке приложения силы F по формуле
(39)
(54) 80
Контрольные вопросы 94
Контрольные вопросы 98
Контрольные вопросы
Какие деформации возникают в балке при плоском изгибе?
Чему равен максимальный прогиб и максимальный угол поворота для консольной балки, нагруженной силой на конце консоли?
Укажите формулу для максимального прогиба двухопорной балки, нагруженной посередине пролета слой F.
Укажите формулу для максимального прогиба двухопорной балки, нагруженной по длине пролета равномерно распределенной нагрузкой.