Порядок проведення роботи

1. Виміряти розміри h і l, а також розміри поперечного перерізу елементів рами.

2. Установити підвіску 2 на відстані а від рухомої опори 7.

3. Установити противагу 4 проти нульової поділки мірної шкали на важелі 5.

4. Установити стрілку індикатора 6 на нульову відмітку.

5. Навантажити раму шляхом послідовного укладування чотирьох вантажів однакової ваги на підвіску 2 (найбільше навантаження не повинно перевищувати 5 кг).

6. При повному навантаженні на гирьовий підвіс переміщенням противаги 4 вздовж горизонтального важеля повернути стрілку індикатора 6 у вихідне нульове положення й записати відлік "z" за мірною шкалою горизонтального важеля 5.

7. Після закінчення досліду вантажі зняти, а противагу 4 установити у вихідне положення.

Обробка результатів експерименту і теоретичні розрахунки

Визначають розпір Н з умови рівноваги важеля 5, тобто за формулою

/15.3/

де Q - вага противаги; z - плече противаги, встановлене в процесі досліду; r - довжина вертикального важеля (конструктивний розмір).

За формулою /15.2/ обчислюють теоретичне значення розпору Н_теор. і порівнюють його з дослідним.

Розходження між дослідним і теоретичним значеннями визначають за формулою

/15.4/

Контрольні питання

1. Як визначається ступінь статичної невизначності системи?

2. Як записуються канонічні рівняння методу сил?

3. Що називається розпором портальної рами або арки?

4. Як визначаються коефіцієнти канонічних рівнянь?

5. Як визначається величина розпору дослідним шляхом?

Лабораторна робота № 16 Дослідження напружень при позацентровому розтяганні

Мета роботи - експериментально перевірити розрахункові теоретичні формули при позацентровому розтяганні.

Якщо в поперечному перерізі бруса при його навантаженні одночасно виникають нормальна сила N і згинальний момент М_зг., то в залежності від знака нормальної сили такий вид деформації називають позацентровим розтягом або стиском. У найпростішому випадку позацентровий розтяг або стиск створюється, коли брус знаходиться під дією двох рівних і протилежно спрямованих сил, лінія дії яких паралельна осі бруса, але не збігається з нею.

Коли брус досить жорсткий, напруження в поперечному перерізі можна отримати як суму напружень, обумовлених нормальною силою N і згинальними моментами М_y і М_z. У цьому випадку напруження в будь-якій точці перерізу з координатами у і z знаходять з рівняння

/16.1/

де F - площа поперечного перерізу; I_y, I_z - головні центральні моменти інерції перерізу; і_y, і_z - головні радіуси інерції; у_p, z_p - координати полюса (точки прикладення сили); y, z - координати точки, в якій визначаються напруження.

Порядок проведення досліду

Для перевірки відповідності між теорією і дослідом потрібно порівняти значення напружень, обчислених за формулою /16.1/ і виміряних у досліді для одних і тих самих точок поперечного перерізу випробуваного зразка.

Вибір цих точок зумовлений насамперед технічними можливостями проведення досліду.

Найпростіше поставити дослід для окремого випадку, коли рівнодійна зовнішніх сил проходить через одну з головних осей інерції.

У нашому випадку дослід проводиться на зразку прямокутного перерізу з розмірами bh (рис.16.1). Схема навантаження зразка така, що рівнодійна зовнішніх сил проходить через вісь на відстані h/2 від осі z. Таким чином, зразок зазнаватиме осьового розтягу і прямого згину в площині х0у. При цьому z_р = 0, М_y = 0 і формула /16.1/ матиме вигляд

/16.2/

Нейтральна вісь буде перпендикулярна площині згину, напруження по товщині зразка (вздовж сторони b) будуть однаковими, а вздовж сторони h будуть змінюватись у відповідності до формули /16.2/.

Для вимірювання напружень і встановлення характеру їх розподілу в одному з поперечних перерізів випробуваного зразка в трьох точках контуру цього перерізу наклеєно датчики омічного опору. Цей зразок закріплюється у затискачах розривної машини УММ‑5, а датчики підключаються до вимірювача деформацій ИД‑70.

Прикладають невелике початкове навантаження Р_о і записують до журналу випробувань показання усіх трьох датчиків (А₁, А₂, А₃) приладу. Потім навантаження збільшують до деякої величини Р₁ і записують показання усіх датчиків при цьому значенні навантаження. Різниця відліків показань кожного датчика (А₁, А₂, А₃) буде відповідати прирощенню напружень , викликаному прирощенням навантаження Р = Р₁  Р₀.

Для виключення випадкової помилки рекомендується дати три ступені навантаження однакової величини Р і записати до журналу відліки показань приладу за кожним датчиком при кожному новому значенні навантаження.