Опис обладнання
Випробування проводять на машині УИМ‑50, опис якої наведено в роботі № 2.
Зразок являє собою плоску пластину шириною b = 160 мм і товщиною h = 75 мм з отвором d = 40 мм (рис.19.2).
Між краєм отвору і краєм пластини на зразок наклеєні шість датчиків опору, кожний з яких може по черзі вмикатись у вимірювач деформації ИД‑70.
Порядок проведення досліду
1. Зразок встановлюють у затискачі випробувальної машини.
2. Датчик № 1 вмикають у вимірник деформації.
3. Навантажуючи зразок попереднім вантажем, а потім через рівні прирости - ще трьома вантажами, записують кожного разу показання приладу.
4. Підключають по черзі всі інші датчики і повторюють п.3 для кожного з них.
Обробка результатів випробувань
1. Знаходять приріст показань
приладу
Аі
(середнє за трьома приростами для кожного
датчика).
2. Знаходять приріст напруження
і:
і
=
Аіk,
де k - ціна поділки приладу (визначається в лабораторній роботі № 4).
3. За напруженням σі будують графік (епюру) розподілу напружень у небезпечному перерізі.
4. За формулами /19.1/ і /19.2/ знаходять kт.
Контрольні питання
1. Що таке концентрація напружень?
2. Як визначається теоретичній коефіцієнт концентрації напружень?
3. Що таке номінальне напруження?
Лабораторна робота № 20 Визначення критичної сили при поздовжньому згині
Мета роботи - вивчити явище втрати стійкості при осьовому стисненні гнучких стрижнів; визначити дослідним шляхом критичну силу і порівняти її з теоретичним значенням.
При стисненні прямолінійного стрижня центрально прикладеною силою він спочатку буде тільки стискатись, зберігаючи прямокутну форму. Після досягнення силою Р певного значення відбувається раптове викривлення осі стрижня - втрата стійкості прямолінійної форми рівноваги (так званий поздовжній згин).
Навантаження, перевищення якого викликає втрату стійкості початкової форми тіла, називається критичним і позначається як Ркр.
Критична сила стиснутого стрижня визначається за формулою Ейлера:
,
/20.1/
де Е - модуль поздовжньої пружності; Imіn - мінімальний осьовий момент інерції поперечного перерізу стрижня; - коефіцієнт зведення довжини, що залежить від засобу закріплення кінців стрижня; l - довжина стрижня.
Формула Ейлера застосовується
в тому випадку, коли = гр,
де
- гнучкість стрижня;
- гранична гнучкість; пц
- границя пропорційності
матеріалу стрижня.
Порядок проведення роботи.
|
Випробування проводять на машині УММ‑5. Вимірюють поперечний переріз і довжину зразка. Навантажують зразок повільно і плавно. Через рівні інтервали навантаження фіксують стрілу прогину f за індикатором (рис.20.1) і заносять значення до журналу випробувань. При досягненні навантаженням критичного значення .Ркр. відліки за шкалою |
|
|
|
|
індикатора різко збільшуються. Зростання навантаження в подальшому не спостерігається, деформації ж збільшуються. За даними спостережень будують графік-залежність між навантаженням Р і відповідним прогином f (рис. 20.2), який дозволяє наочно встановити дослідне значення Ркр.
Обробка результатів експерименту і теоретичні розрахунки
Знайдену величину Ркр. необхідно порівняти з теоретичним значенням. Для цього потрібно визначити гнучкість досліджуваного стрижня і граничну гнучкість гр, вважаючи границю пропорційності матеріалу пц = 200 МПа і модуль поздовжньої пружності Е = 2,1х105 МПа. |
|
Порівнявши фактичну гнучкість стрижня з граничною і переконавшись у придатності формули Ейлера, визначають за формулою /20.1/ теоретичне значення критичної сили.
Обчислюють відсоток розходження між теоретичним і дослідним значенням критичної сили:
Контрольні питання
1. Що розуміють під поздовжнім згином?
2. Що називається критичною силою?
3. Запишіть формулу Ейлера для критичної сили; дайте характеристику величин, що входять до неї.
4. Назвіть границі застосовності формули Ейлера.
5. Запишіть формулу для обчислення гнучкості стрижня.
6. Що таке гранична гнучкість? Які характеристики матеріалу необхідно знати для її визначення?
7. Як визначити критичну силу дослідним шляхом?
8. У скільки разів зміниться критична сила, якщо шарнірні опори стрижня замінити опорами з жорстким затисненням?