Журнал випробовувань до лабораторної роботи “Визначення критичної сили для гнучкого стиснутого стержня”

Схема досліду

Розміри зразка: l= мм, h= мм, b= мм, Imin= см⁴.

1. Дослідне визначення критичних сил

Навантаження, кН	Прогин в середині стержня, мм
	відлік	приріст
1	2	3

Діаграма прогину

Р

2. Теоретичне визначення критичних сил.

Матеріал зразка__________________________________________________

Коефіцієнт приведення довжини стержня μ___________________________

Мінімальний момент інерції поперечного перерізу Imin_________________

Мінімальний радіус інерції поперечного перерізу іmin__________________

Гнучкість стержня λ_______________________________________________

Ркр=

3. Порівняння результатів досліду і теоретичного розрахунку

Вимірювана величина	Дослідне значення	Теоретичне значення	Розходження, %
1	2	3	4
Ркр

Контрольні питання

1. Що таке “втрата стійкості” при стисненні гнучкого стержня?

2. Що таке “критична сила” і як вона визначається?

3. Поясніть, чому дослідне значення критичної сили менше від теоретичного?

Лабораторна робота №4 випробування сталевої ферми статичним навантаженням

Мета роботи: Дослідним шляхом навчитись визначати зусилля в елементах ферми, а також прогин ферми з наступним порівнянням цих величин з теоретичними.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Схема сталевої ферми зображена на рисунку 4.1., а установка індикатора на рисунку 4.2.

Схема ферми

Рисунок 4.1

Індикатор

Рисунок 4.2

Елементи ферми можуть втратити міцність або ж стійкість.

Втрата міцності стиснутих елементів ферми наступає в результаті неправильного вибору одного з параметрів або невдало вибраної гнучкості стержня.

N=Ry·A·φ·γc

де Ry – розрахунковий опір метала;

А – площа перерізу;

φ – коефіцієнт поздовжнього вигину;

γс – коефіцієнт умов роботи;

l₀ – розрахункова довжина стержня;

і – радіус інерції;

І – момент інерції перерізу.

Експериментальні зусилля найбільш точно відбивають стан стиснутих і розтягнутих стержнів. Експериментальне зусилля в стержнях визначається з урахуванням закону Гука:

Ni = + E·(Δl_i/l_б)·А_і = + Е·ε_і·А_і

де +Δl_і – вкорочення чи подовження стержня при випробовуванні довжиною lб.

Теоретичні зусилля в елементах ферми можуть бути отримані шляхом побудови діаграми зусиль Максвела-Кремони. Необхідно побудувати діаграму зусиль від одиничного навантаження.

Прогини ферми f₁, f₂, f₃ і т.д. можуть бути отримані при навантаженнях 5, 10, 15 кН і т.д.

У фермах виникають прогини, які погіршують зовнішній вигляд конструкції і в багатьох випадках недопустимі по умовах експлуатації. Провисання ферм запобігається пристроєм підняття, тобто виготовленням ферм із зворотнім вигином, який під дією навантаження поглинається, в результаті чого ферми приймають проектне положення. Для цього при виготовленні ферми довжину кожного стержня l необхідно брати з урахуванням його пружних переміщень.

lΔ = l+Δl = l·(1+σ/E)

де l – довжина стержня в розрахунковій геометричній схемі;

Δl = σ·l/E – подовження чи скорочення стержня від навантаження (в розтягнутих стержнях величину Δl необхідно віднімати, в стиснутих – додавати).

Теоретична величина прогину ферми може бути отримана аналітично за формулою Мора:

д е N_p – зусилля в стержні від заданого навантаження;

- зусилля в тому ж стержні від сили, рівній одиниці, прикладеній в точці визначення прогину по напряму прогину.

Краще всього прогин визначати в табличній формі зі знаками.

Таблиця 4.1

№ стержня	li/A		Np
1	2	3	4	5
1
2
3
…
10
11

Обладнання: випробувальний стенд, дві спарені ферми, динамометр, прогиномір, індикатори годинникового типу, гідравлічний домкрат.