Лабораторна робота №2 випробовування зразка на позацентрове стиснення
Мета роботи: визначити силові фактори N, Mx, i My за виміряними напруженнями.
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
В лабораторній роботі використовується установка, схема якої зображена на рисунку 2.1.
Рис. 2.1 Схема установки і перерізу стояка
Розрахункові залежності
Якщо стискуюча сила діє паралельно вісі стержня і при цьому точка прикладання її співпадає з центром ваги перерізу, то такий випадок навантаження називається позацентровим стисненням. Нормальні напруження в цьому випадку визначаються за формулою:
σ=N/A + Mx∙y/Ix + My∙x/Iy , (2.1)
де N=-P , Mx=-P∙yp , My=-P∙xp.
Р – абсолютна величина сили;
А – площа поперечного перерізу стержня;
Іх, Іу – головні осьові моменти інерції перерізу;
хр, ур – координати точки прикладання сили Р;
х, у – координати довільної точки поперечного перерізу стержня в якій визначаються нормальні напруження.
Силова площина проходить через одну з головних осей інерції поперечного перерізу випробовуваного зразка (наприклад, вісь Х). Тоді буде мати місце плоский випадок позацентрового стиснення і формула (2.1) після відповідних перетворень записується в такому вигляді:
σ= -Р/А - Р∙хр∙х/Іу , (2.2)
Для визначення цих же напружень дослідним шляхом у відповідних точках зразка (А, В, С і Д) вимірюються відносні деформації ε, пов’язані з напруженням по закону Гука, який для одновісьового розтягу-стиснення має вигляд:
σ=ε∙Е , (2.3)
Прилади і обладнання: спеціальна силова установка, тензорезистори або індикатори годинникового типу встановлені в точках А, В, С і Д.
Порядок виконання роботи
Зразок розміщують між плитами силової установки, закладають сталеві кульки в спеціально виконані ямки. Через кульку передається зусилля ступенем ΔР. Випробовування ведуть до деякого максимуму (Рmax), який не перевищує лінійно-пружної роботи сталі. На кожному ступені навантаження знімаються показання всіх тензорезисторів і записуються в журнал випробовувань.
ПОРЯДОК ОБРОБКИ ДОСЛІДНИХ ДАНИХ
По записаних в журнал випробовувань показанням вимірювального приладу індикатора або тензометра обчислюють відносні деформації εі (тут індексом і позначені точки вимірювання деформацій, і=А, Б, С і Д) на ступінь навантаження j і знаходять середнє значення прирісту:
, (2.4)
по кожному тензорезистору (індикатору). Потім визначається відносна деформація:
εі = К∙∆2і сер , (2.5)
де К – ціна одиниці прирісту показання приладу по відносній деформації.
Для вказаних вище марок приладів і при використанні дротяних тензорезисторів цей коефіцієнт знаходиться в межах (0.9-1.1)∙10-5 і в середньому складає 1∙10-5.
Нормальні напруження визначаються за формулою (2.3) закону Гука для одновісьового стиснення.
Отримані дослідним шляхом і теоретичним розрахунком нормальні напруження необхідно порівняти між собою і пояснити причину можливих розходжень. Потім по дослідним значенням будується епюра напружень.