Обробка результатів експерименту і теоретичні розрахунки

За записаними в журналі випробування значеннями руйнівних навантажень (якщо руйнування відбулося) або умовних граничних навантажень, що відповідають прийнятій деформації зразка, обчислюють умовну границю міцності на стиск за формулою, МПа:

_мцс

Границі міцності дерева, отримані при стисканні вздовж і поперек волокон, необхідно порівняти між собою і зробити висновки про міцність дерева при різних напрямках навантаження.

Уважно роздивіться всі випробувані зразки і замалюйте їх вигляд після досліду, обов’язково зазначивши переважний напрямок тріщин та ліній зсувів, і зробіть висновки щодо причин переходу в граничний стан.

Контрольні питання

1. Для яких матеріалів необхідно дослідне визначення механічних властивостей при стисканні?

2. Чому при випробуваннях на стиск неможливе застосування довгих зразків?

3. Як сконструйована універсальна випробувальна машина УИМ-50?

4. Як визначається умовна границя міцності на стиск?

5. Чим відрізняється умовна діаграма стиску від умовної діаграми розтягу (для пластичних матеріалів)?

Лабораторна робота №3 Випробування сталевого стрижня на зріз

Мета роботи - визначити умовну границю міцності сталі при зрізі.

У процесі експлуатації машин і споруд окремі елементи зазнають зрізу. Відомо, що здійснити деформацію зрізу в чистому вигляді практично неможливо. Вона завжди супроводжується іншими деформаціями - контактними і згином. Практичні розрахунки елементів, що зрізаються, виконуються за наближеною методикою, яка заснована на застосуванні цілої низки спрощувальних гіпотез. Так, вважають, що дотичні напруження при зрізі розподіляються по перерізу елементів рівномірно, наявністю контактних деформацій і згином нехтують, вплив конструктивних факторів (довжина, радіальні й осьові зазори) не враховують, характеристики міцності матеріалу при зрізі отримують простим діленням зрізувального зусилля на площину зрізу.

Як відомо, умову міцності елементів, що зрізаються, записують у вигляді

 = [], /3.1/

а допустимі напруження при зрізі звичайно дорівнюють

[] = (0,55...0,6) [], / 3.2/

де [] - допустиме напруження на розтяг.

Іноді величину [] визначають на основі дослідних значень умовно¿ границі міцності при зрізі _в.зр. і обраного коефіцієнта запасу n:

[] = . /3.3/

Умовну границю міцності матеріалу елементів, що зрізаються, обчислюють за спрощеною формулою

_{в.зр .}= , /3.4/

де Р_зр. - зрізувальне зусилля, яке встановлюється в процесі випробувань; F_зр. - площа зрізу (з урахуванням коефіцієнта зрізування елемента).

Приблизність такої методики розрахунку елементів, що зрізаються, яка заснована на інтерпретації зрізу у вигляді простої деформації (чистого зсуву) і застосуванні спрощених формул /3.1/-/3.4/, полягає в тому, що вона не враховує справжнього характеру напружено-деформованого стану матеріалу. Тому в практичних розрахунках з метою компенсації очевидної неточності існуючої методики вдаються до призначення завищених запасів міцності, що, як відомо, завжди призводить до надмірних і невиправданих витрат матеріалу.

Проте, як свідчить практика інженерного проектування, застосування приблизної методики розрахунку елементів, що зрізаються, в окремих випадках (невідповідальні вузли або вузли, які не мають обмежень за габаритами і витратами матеріалу на їх виготовлення) певною мірою прийнятне.