Министерство образования и науки РФ

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический

университет»

СОПРОТИВЛЕНИЕ

МАТЕРИАЛОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ № 1—8

для студентов направлений подготовки

280700, 250400, 151000, 190100

КРАСНОЯРСК 2011

Введение

Практической частью курса «Сопротивление материалов» является выполнение лабораторных работ. Это позволяет изучить поведение реальных материалов под нагрузкой и на основании опыта, при необходимых допущениях, сделать теоретические выводы.

Лабораторные работы могут быть разделены на две основные группы. Первая из них пресле­дует цель ознакомления со свойствами материалов: прочностью, плас­тичностью, способностью к упругим деформациям, способностью сопро­тивляться ударным нагрузкам и т.д. Ко второй группе относятся рабо­ты по проверке теоретических выводов и законов.

Деформации, изучаемые при исследовании, только в редких случаях достигают значений, поддающихся непосредственному измерению. Для измерения малых деформаций, используются специальные приборы, поз­воляющие производить измерения с высокой точностью.

Сформулируем основные требования, касающиеся постановки и прове­дения лабораторных работ.

1. При проведении лабораторной работы необходимо, прежде всего, выбрать соответствующую поставленным целям машину для испытания, приборы для определения деформаций и выработать порядок испытаний.

2. Подготовка к работе осуществляется так, чтобы было снижено влияние неточностей установки и возможных ошибок наблюдений.

3. Записи результатов опыта должны вестись в специально разра­ботанных журнала.

4. инструкция по технике безопасности, требования к оформлению и защите лабораторных работ приведены в журналах для лабораторных работ.

Лабораторная работа №1 Определение механических характеристик малоуглеродистой стали при растяжении

1 Цель работы

Исследовать процесс растяжения стального образца вплоть до его разрыва и определить при этом следующие механические характе­ристики материала: I, Предел пропорциональности; 2. Предел теку­чести; 3. Предел прочности; 4. Напряжение при разрыве; 5. Отно­сительное остаточное удлинение; 6. Относительное остаточное су­жение; 7. Работу деформаций; 8. Удельную работу, затраченную на разрыв.

По найденным механическим характеристикам необходимо устано­вить марку стали, и вычислить допускаемое напряжение при статичес­кой нагрузке изучаемой стали.

2 Машина для испытаний на растяжение им-4р

На машине ИМ-4Р можно испытывать на растяжение стальные образ­цы диаметром от 3 до 10 мм. Машина снабжена аппаратом для автомати­ческой записи диаграммы растяжения.

Схема машины приведена на рисунок 1.

Все части машины смонтированы на станине 1. Образец при испы­тании на растяжение устанавливают в захваты 2 и 3. Рукоятью 4 приводится вращение система зубчатых зацеплений 5, заканчива­ющихся зубчатой гайкой 6, которая втягивает в себя винт 7. На верхней части винта 7 устроен захват 2.

Создаваемое при перемещении винта 7 усилие через образец пере­дается захвату 3. От захвата 3 через тягу 8 усилие действует на короткое плечо рычага 9. Тяга 10 соединяет конец длинного плеча рычага 9 с коротким концом коленчатого рычага II, который вместе с грузом 12 является маятником, уравновешивающим своим отклонением возникающее в образце усилие. Отклонение маятника (пропорциональ­ное силе, растягивающей образец) вызывает поворот рычага 14, наса­женного на общую с маятником ось 13. Верхний конец рычага 14 при­водит движение вдоль горизонтальной рейки 15 каретку с указате­лем и карандашом.

С системой зубчатых зацеплений 4-5-6 при помощи вспомогательной зубчатой передачи 17 связан деревянный валик 16. Вращение всех зуб­чатых передач, а, следовательно, и валика 16 пропорционально вели­чине опускания захвата 3 (конца короткого плеча рычага). Можно счи­тать, что поворот деревянного валика 16 пропорционален абсолютной деформации образца. Таким образом карандаш каретки, прижимаемы к намотанной на валик 16 бумаге, отмечает в направлении перемеще­ния бумаги (по окружности валика 16) величины, пропорциональные абсолютной деформации образца.

Перемещение карандаша вдоль деревянного валика пропорционально действующей силе. В результате карандаш записывает на бумаге диаграмму растяжения в осях F и .

Рисунок 1 - Схема испытательной машины ИМ-4Р

На машине ИМ-4Р диаграмма растяжения записывается в следующих масштабах: масштаб сил - в 1 см диаграммы 100 кг (1000 Н) нагруз­ки на образец; масштаб удлинений - в 1 см диаграммы 0,01 см удли­нения образца.

Машина Ш-4Р имеет и электропривод.

При наличии реверсов на машине можно производить испытания на сжатие и на срез.

3 Образцы

Для определения механических характеристик применяются два вида стандартных цилиндрических образцов: нормальные образцы с отношением расчетной длины к диаметру и укороченные с отношением .

Рисунок 2 - Образец для испытания