лаб_р
.pdfЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Отчет
Электротензометрирование и тарировка датчиков омического сопротивления
Цель работы:……………………………………………………………………..….. …….…………….…………………………………………….……………………… Испытательная машина………………………………………………………………
Измерительные приборы……………..……………………………………………..
Схема электротензометра
R1 |
R2 |
Г
R4 R3
Рис. 1
Схема образца
P
I
l
тензометры
II
1 |
|
|
|
|
1 |
||||
|
|
|
|
|
P |
l |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
IV |
|
III |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1 − 1 |
||||
|
h |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
II |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
b |
||||||
|
I |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2 |
||
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Размеры образца: l=……….мм; b = ……….мм; h = ………..мм Модуль упругости Е = ..……..МПа
Относительная деформация ε = bhEP =…………….=
Показания прибора
Нагрузка |
|
Отсчеты в делениях шкалы прибора |
||
(Н) |
|
|
|
|
Первый (I) |
Второй (II) |
Третий (III) |
Четвертый (IV) |
|
|
тензорезистор |
тензорезистор |
тензорезистор |
тензорезистор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nср на Р нагрузки =……………….. Цена деления шкалы тензометра
Kε = |
ε |
=………….=………. |
|
||
|
nср |
Кσ = Кε Е =……….=………
Выводы по работе…………………………………………………….……….……..
………………………………………………………………………….………....……
………………………………………………………………………….……...……….
………………………………………………………………………….………...…….
Отчет принял
……………………………..
32
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 Растяжение стального образца с измерением упругих деформаций
Цель работы: экспериментальная проверка закона Гука при растяжении. Определение модуля Юнга и коэффициента Пуассона стали.
Общие сведения
В работе подвергается испытанию на растяжение плоский стальной образец в пределах упругих деформаций. На образце (рис. 1) установлены два продольных и два поперечных тензометра.
P
I
l
тензометры
II
|
|
1 |
|
|
1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
l |
||
IV |
|
|
III |
P |
|||||
|
|
|
|
|
|
1 − 1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
II |
h |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I |
|
b |
|||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1 |
Для измерения деформаций образца в работе используется электротензометрический метод, изложенный в лабораторной работе № 3.
33
Проверка закона Гука
Опытная проверка закона Гука при растяжении производится на основе экспериментально определенной диаграммы растяжения (рис.2), которая
строится по результатам испытаний.
P
P0 ∆P ∆P ∆P ∆P ∆P
∆n1
∆n1 ∆n1 ∆n1 ∆n1 ∆n1
Рис. 2
Справедливость закона Гука устанавливается наличием на диаграмме прямолинейного участка.
Определение модуля Юнга материала
Модуль Юнга материала определяется по формуле закона Гука:
E = |
P l |
, |
(1) |
|
l A |
||||
|
|
|
где Р – ступень нагрузки;
l – база тензометра продольной деформации; А – площадь поперечного сечения образца;
l – абсолютное удлинение образца на отрезке длиной l.
Зная среднее приращение отсчетов n1cp электротензометра продольной деформации (из таблицы наблюдений) и цену деления прибора в относительной
34
деформации на одно деление Kε, можно вычислить относительную продольную деформацию образца:
ε = |
l = |
n |
K |
. |
|
(2) |
|||
|
l |
1ср |
|
ε |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Цена деления прибора – электротензометра устанавливается опытным |
|||||||||
путем (см. работу № 3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подставляя в формулу (1) |
данные опыта (2), получим: |
|
|||||||
E = |
|
P |
|
|
|
. |
(3) |
||
A |
n |
|
K |
|
|||||
|
|
|
1ср |
|
|
ε |
|
Определение коэффициента Пуассона
Коэффициентом Пуассона или коэффициентом поперечной деформации называется отношение относительной поперечной деформации к относительной продольной деформации, взятое по модулю:
μ = |
|
ε′ |
|
, |
(4) |
|
|
||||
|
|
ε |
|
|
|
где μ – коэффициент Пуассона;
ε – относительная продольная деформация;
ε′ – относительная поперечная деформация.
Относительная поперечная деформация образца вычисляется по формуле:
ε′ = n2ср Kε′, |
(5) |
где – среднее приращение отсчетов электротензометра поперечной деформации (берется из таблицы наблюдений);
Kε′ – цена деления электротензометра поперечной деформации.
Если характеристики (база, цена деления) тензометров продольной и поперечной деформации одинаковы, то величина коэффициента Пуассона определяется по формуле:
μ = |
n2 |
ср |
. |
(6) |
n |
|
|||
|
|
|
|
|
|
1ср |
|
|
35
Испытательная машина ГЗИП
2
1
3
6
4
5
Рис. 3
Работа выполняется на испытательной машине ГЗИП (рис. 3), предельная нагружающая способность которой может быть 2 т (20 кН) и 5 т (50 кН). Образец 1 закрепляют в захваты 2 и 3. Нижний захват перемещается с помощью винта 4. Перемещение винта осуществляется рукояткой 5. Нагрузка измеряется силоизмерителем 6.
Порядок выполнения работы
1.Замерить размеры поперечного сечения образца b и h.
2.Установить образец в захваты машины.
36
3.Нагрузить образец начальной нагрузкой P0 (для обжатия образца в захватах машины).
4.Произвести начальные отсчеты по продольным и поперечным тензометрам.
5. Плавно увеличивать нагрузку одинаковыми ступенями до напряжения в образце, равного (0,80÷0,90)σпц . Одновременно на каждой стадии нагружения делать отсчеты по тензометрам.
6.По окончании опыта разгрузить образец до нагрузки P0 и снять
контрольные отсчеты по тензометрам, которые должны совпадать
с первоначальными.
7.Выполнить отчет по прилагаемой форме.
37
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Отчет
Растяжение стального образца с измерением упругих деформаций
Цель работы:……………………………………………………………………..….. …….…………….…………………………………………….……………………… Испытательная машина………………………………………………………………
Измерительные приборы……………..……………………………………………..
Тензометры: тип……….………..
марка……..………. база l = ………..….мм
Цена деления электротензометра Kε = …………....
Схема образца с тензометром |
Размеры поперечного сечения |
||
|
P |
|
образца |
|
|
I |
b =………….…мм |
|
|
h =……………мм |
|
|
|
|
|
|
l |
|
А = b h =……....мм2 |
|
|
тензометры |
|
|
|
II |
|
1 |
l |
1 |
|
|
|
|
P
1−1
h
b
38
Результаты наблюдений
Нагрузка |
|
|
|
|
Отсчеты в делениях прибора |
|
|
|
|
|||||
(Н) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Продольные тензометры |
Поперечные тензометры |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nI |
|
nI |
|
nIII |
|
nIII |
nII |
|
nII |
|
nIV |
|
nIV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nI |
ср = |
|
|
nIII |
ср = |
|
nIIср = |
|
|
nIVср = |
||
|
|
|
|
n1 |
ср = |
|
|
|
|
|
n2 |
ср = |
|
|
Диаграмма растяжения
P, Н
|
|
|
|
l, мм |
Модуль Юнга |
|
|
||
E = |
P |
|
|
=…………………….=………….МПа. |
A n |
K |
|
||
|
1ср |
|
ε |
Коэффициент Пуассона
μ= n2ср =...................... =.............
n1ср
Выводы по работе…………………………………………………….……….……..
………………………………………………………………………….………....……
………………………………………………………………………….……...……….
………………………………………………………………………….………...…….
Отчет принял
……………………………..
39
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 Испытание стального круглого образца на кручение
Цель работы:
1)проверка закона Гука при кручении;
2)определение модуля упругости при сдвиге стали;
3)определение условного предела прочности при кручении стального образца.
Общие сведения
Угол закручивания стержней круглого поперечного сечения в пределах упругих деформаций связан с крутящим моментом линейной зависимостью в соответствии с законом Гука:
ϕ = |
M k l |
, |
(1) |
|
|||
|
G Iρ |
|
где Мк – величина крутящего момента;
l – расстояние между сечениями, на базе которого измеряется взаимный угол закручивания;
Iρ – полярный момент инерции поперечного сечения;
G – модуль поперечной упругости материала образца.
Принимаемые в процессе эксперимента величины крутящего момента Мк и установленные значения соответствующих углов закручивания φк при известных значениях базовой длины l и полярного момента инерции поперечного сечения Iρ позволяют определить величину модуля поперечной упругости материала:
G = |
Мк l |
, |
(2) |
ϕср Iρ |
где Мк – приращение крутящего момента на одну ступень нагружения;
Δφср – среднеарифметическое значение угла закручивания на одну ступень нагружения.
40