МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

(ТГАСУ)

TNE ASSOCIATION OF EUROPIAN CIVIL ENGINEERING FACULTIES

Строительный факультет

Кафедра «Строительная механика»

Журнал

лабораторных работ

по дисциплине

“Сопротивление материалов”

Студент: ________________________________

группы: ________________________________

ТОМСК 2012 г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

ИСПЫТАНИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ СТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА

Цель работы: установление опытным путем зависимости между нагрузкой и удлинением образца при растяжении до момента его разрыва; определение величины основных механических характеристик материала образца (предела пропорциональности _ПЦ, предела текучести физического _Т, истинного сопротивления разрыву S_К, временного сопротивления ма­териала _В, относительного удлинения δ и относительного сужения после разрыва Ψ.

Ход лабораторной работы и обработка результатов опыта

Рис. 1.

1. Измеряем размеры образца до начала испытания (рис. 1):

Диаметр образца d₀ = мм .

Начальная длина l₀ = мм.

Рабочая длина l_р = мм.

Площадь сечения: м².

2. Измеряем размеры образца после испытания (рис. 2):

Рис. 2.

Конечная длина l_к = мм.

Диаметр шейки d_ш = мм.

Площадь сечения в месте разрыва: м².

3. Экспериментально фиксируем значения нагрузок

Нагрузка, соответствующая пределу

пропорциональности F_ПЦ = кН .

Нагрузка, соответствующая пределу текучести F_т = кН .

Наибольшая нагрузка при испытании F_max = кН.

Нагрузка в момент разрыва F_p = кН.

Рис.3.

4. Определяем механические характеристики материала

Предел пропорциональности _ПЦ - наибольшее напряжение, до которого деформации прямо пропорциональны напряжениям.

МПа.

Предел текучести _Т - напряжение, при котором деформации растут без заметного увеличения нагрузки

МПа.

Временное сопротивление _В (предел прочности) - максимальное напряжение (определенное без учета изменения площади поперечного сечения в процессе нагрузки) выдерживаемое материалом при растяжении.

МПа.

Условное напряжение в момент разрыва:

МПа.

Истинное напряжение в момент разрыва:

МПа.

Истинное сопротивление разрыву:

МПа.

Относительное удлинение образца, %:

.

Относительное сужение образца после разрыва, %:

.

5.Данные и результаты лабораторной работы сводим в табл. 1.

Таблица 1

Протокол механических испытаний

Материал образца

Размеры образца

Усилия, кН

Напряжения, МПа

Относительные деформации, %

до испытания

после испытания

d0, мм

A0, мм2

ℓ0, мм

dш, мм

Aш мм2

ℓК, мм

FПЦ

FТ

FВ

ПЦ

Т

В

SK





ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ

Цель работы: опытная проверка закона Гука и определение величины модуля продольной упругости материала.

Ход лабораторной работы и обработка результатов опыта

1. Стальной образец (рис.4) нагружаем растягивающей силой с шагом 2,5 кН., снимаем показания с рычажного тензометра (рис. 5) заносим данные в таблицу 2.

Тензометр Гугенберга

Эскиз образца

Рис.4.

Рис.5.

Таблица 2.

Показания рычажного тензометра

№ п/п	F кН	∆F кН	∆l мкм.	∆lср мкм.
1	0	2,5
2	2,5
3	5
4	7,5
5	10
6	12,5
7	15

2. Определяем модуль продольной упругости:

МПа.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВА НА СЖАТИЕ

Цель работы: опытное определение величин временного сопротивления при сжатии вдоль и поперек волокон.

Ход лабораторной работы и обработка результатов опыта

В ид испытываемого образца (рис. 6). Для образца, испытываемого на сжатие вдоль волокон и для образца, испытываемого на сжатие поперек волокон, выполнить:

1. Замеряем размеры образцов а, b, h до испытания с точностью до 0,1 мм.

а₁ = мм; b₁ = мм; h₁ = мм;

Рис. 6

а₂ = мм; b₂ = мм; h₂ = мм.

Вычисляем площади поперечных сечений образцов:

А₁ = а₁ ∙ b₁ ∙ 10^-6 = м² . А₂ = а₂ ∙ b₂ ∙ 10^-6 = м².

2. Вставляем первый образец между захватами машины и производим испыта­ние образца на сжатие вдоль волокон. Постепенно увеличивая нагрузку, доводим образец до разрушения. Записываем величину разрушающей нагрузки F_B1 = кН c точностью до величины минимального деления шкалы силоизмерителя.

Вставляем второй образец между захватами машины и производим испыта­ние образца на сжатие поперек волокон. Постепенно увеличивая нагрузку, доводим образец до разрушения. Записываем величину разрушающей нагрузки F_B2 = кН.

Диаграммы сжатия деревянного образца

вдоль и поперек волокон.

а)

б)

Образцы до и после испытаний

а) вдоль волокон; б) поперек волокон.

3. Вычисляем временные сопротивления σ_В1 и σ_В2:

= Па.

= Па.

4. Результаты вычислений за­носим в табл. 3.

Таблица 3

Протокол механических испытаний.

Материал образца	Размеры образца				Разрушающая нагрузка FB, кH	Временное сопротивление σB, МПа
	а, мм	b, мм	h, мм	A, м2
Дерево вдоль волокон
Дерево поперек волокон