Опис обладнання

У роботі використовується плоский сталевий зразок прямокутного поперечного перерізу, форму якого показано на рис.4.1.

Розтягання зразка можна здійснити на будь-якій випробувальній машині, яка дозволяє створити необхідне розтягальне зусилля у зразку. В нашому випадку використовується машина УИМ‑50.

Навантаження Р, прикладене до зразка, визначають за шкалою силовимірювача машини. Для вимірювання деформацій зразка використовують тензометри - прилади для вимірювання малих деформацій. У нашій роботі для вимірювання деформацій застосовують метод електротензометрії.

На зразок наклеєно датчики омічного опору - тензорезистори (рис.4.2). Конструкцію датчика зображено на рис.4.2. Бази тензорезисторів розташовані так, що один з них реагує на поздовжні деформації, а інший - на поперечні. Зазначені датчики підключаються до спеціальних тензометричних приладів (станцій). Принципова схема приладу показана на рис.4.3. У нашому випадку як такий прилад використовується один з вимірювачів деформацій ИД‑70 або ИДЦ‑1.

Усі елементи вимірювальної схеми, крім робочого датчика, містяться в самому приладі. Для роботи з такими приладами досить підключити виводи від робочого датчика до спеціальних клем приладу, а прилад увімкнути в електричну мережу.

При навантаженні зразка відбувається його деформування в поздовжньому і поперечному напрямах. Разом із зразком деформуються і приклеєні до нього тензорезистори.

При деформації тензорезисторів змінюється їх опір, що призводить до розбалансу електричного моста і відхилення стрілки вимірювального приладу. Це відхилення пропорційне деформації бази датчика або, що те ж саме, деформації досліджуваного зразка в місці наклеювання датчика.

Послідовність проведення досліду

Зразок з наклеєними датчиками закріплюється в затискачах випробувальної машини. Виводи від датчиків підключаються до вимірювального приладу, який вмикають в електричну мережу. До зразка прикладають невелике початкове навантаження і проводять балансування приладу, тобто встановлення стрілки приладу в нульове положення. Потім прикладають основне навантаження ступенями Р однакової величини.

Після прикладення кожного ступеня навантаження проводиться відлік показань приладу, який відповідає навантаженню, прикладеному до зразка.

При кожному значенні навантаження потрібно записати в журнал випробувань показання для датчиків, що вимірюють поздовжні і поперечні деформації, по черзі підключаючи їх до приладу за допомогою перемикача.

Обробка результатів вимірювань

Значення напружень у зразку обчислюється для ступеня навантаження Р, тобто

, /4.4/

де F - площа поперечного прямокутного перерізу зразка, обчислена після вимірювання розмірів перерізу b і h.

Для обчислення відносних поздовжніх і відносних поперечних деформацій спочатку потрібно знайти різницю відліків за шкалою приладу А, яка відповідає ступеню навантаження Р, для поздовжнього і поперечного датчиків відповідно. Після цього значення відносної деформації отримується множенням відповідної величини А на так званий тарувальний коефіцієнт k_т. Щоб перейти від електричних величин, які реєструються за шкалою приладу ИД‑7 або ИДЦ‑1, до значень вимірюваної фізичної величини (в даному випадку лінійної деформації ), необхідно зробити тарування шкали приладу в тих одиницях, якими вимірюється досліджувана величина, тобто потрібно знати коефіцієнт k_т. Для визначення k_т можна скористатись методом тарування.

У цій роботі значення тарувального коефіцієнта можна взяти як паспортну величину.