
- •Сопротивление материалов Лабораторные работы. Часть 1
- •Сопротивление материалов Лабораторные работы. Часть 1
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Измерительная техника и методы измерений
- •Испытательные машины
- •Машина разрывная модели р-5
- •Машина для испытаний на кручение модели км-50-1
- •Копер маятниковый км-30
- •Испытательные установки
- •Измерительные приборы и инструменты
- •Измеритель деформаций ид-70
- •Индикатор часового типа
- •Штангенциркули и микрометры
- •Методы измерений
- •Механические тензометры
- •1.4.2. Лабораторная работа № 1. Основы электротензометрии
- •1.4.2.1. Основные положения
- •1.4.2.2. Устройство тензорезисторов
- •1.4.2.3. Схемы соединения тензорезисторов для измерения деформаций
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •Рекомендуемая литература:
- •2.1.2. Оборудование для испытаний
- •2.1.3. Проведение испытаний и подсчет результатов
- •2.1.4. Последовательность выполнения работы
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •2.2. Лабораторная работа № 3. Испытание на сжатие
- •2.2.1. Общие сведения
- •2.2.2. Испытание на сжатие образцов из пластичной стали
- •2.2.3. Испытание на сжатие образца из серого чугуна
- •2.2.4. Испытание на сжатие древесины вдоль и поперек волокон
- •2.2.5. Испытание на сжатие искусственного (цементного) камня
- •2.2.6. Последовательность выполнения работы
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •2.3.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •2.4. Лабораторная работа № 5. Испытание металлических образцов на срез
- •2.4.1. Общие сведения
- •2.4.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •2.5. Лабораторная работа № 6. Испытание стали на кручение
- •2.5.1. Общие сведения
- •450 К продольной оси стержня; τ - касательное напряжение; σ1, σ2 и σ3 - первое, второе
- •2.5.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •2.6. Лабораторная работа № 7. Тарировка проволочных тензорезисторов
- •2.6.1. Общие сведения
- •2.6.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •Рекомендуемая литература
- •3.1.2. Постановка испытания
- •Где приклеены тензорезисторы 6 и 7 (см. Рис. 3.1, а):
- •3.1.3. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •3.2. Лабораторная работа № 9. Определение перемещений в стальных балках
- •3.2.1. Основные положения
- •3.2.2. Теоретическое определение прогиба в двухопорной балке
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •3.3. Лабораторная работа № 10. Экспериментальная проверка принципа взаимности перемещений
- •3.3.1. Основные положения
- •3.3.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и варианты ответов
- •Заключение
- •Библиографический список
2.5.2. Порядок выполнения работы
1. Замерить размеры образца d0, L0 (мм) и подсчитать значения Wp (мм3), Jp (мм4).
2. Установить размеры а и R (мм) - базы и плеча торсиометра.
3. Для данной марки стали установить ожидаемую величину предела пропорциональности τпц и соответствующий предварительный момент
.
4. Предварительно вручную нагрузить образец моментом Мк=5 Нм, установить на нуль стрелку шкалы индикатора торсиометра и шкалу угломера машины, затем ступенями Мк=5 Нм нагрузить образец до нагрузки, составляющей примерно 80 % от Мпц, подсчитанного в п. 3. Далее делать замеры углов закручивания, увеличивая нагрузку ступенями Мк=2 Нм. После исчерпания возможностей шкалы торсиометра его необходимо отключить и с помощью машинного привода довести нагружение образца до разрушения. В момент разрушения записать значения Мmax и φк. Экспериментальные значения занести в табл. 2.3.
Таблица 2.4
Результаты испытания на кручение круглого образца
Номер ступени нагружения (1,2,..)
|
Величина крутящего момента Мк, H·м |
Приращение крутящего момента ∆Мк, Н·м |
Показание индикатора δ, мм |
Величина угла закру- чивания φ, радиан |
Приращение угла ∆φ, радиан (до значения Мпц) |
|
δ/R (по индикатору) |
по угло-мерной шкале машины |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
5.
Построить график
.
6. Из графика установить экспериментальное значение для Мпц, МТ, Мmax.Значение МТ определяется, когда остаточный угол сдвига γ достигает 0,3 %.
7. Определить по формуле значение для τпц, τ0,3, τВ и сравнить с приведенным значением в справочнике для данной марки стали.
8. Определить экспериментальную величину модуля сдвига для стали и сравнить с табличными значением.
9. Определить относительный остаточный угол закручивания.
10. Объяснить в лабораторном отчёте характер разрушения образца.
Контрольные вопросы и варианты ответов
1. При кручении в поперечном сечении стержня возникает: 1) только N; 2) только Мк; 3) только Му и Мx; 4) только Qy и Qx. |
||||||
2. Указать марку машины, на которой проводится испытание на кручение: 1) УММ-5; 2) Р-5; 3) КМ-50; 4) СМ-24. |
||||||
3. Плоские поперечные сечения круглого стержня после кручения: 1) искривляются по всей длине; 2) остаются плоскими и параллельными друг другу по всей длине стержня; 3) искривляются на отдельных участках; 4) остаются плоскими на отдельных участках. |
||||||
4. Какая из приведенных схем соответствует испытанию стержня на кручение? |
||||||
|
||||||
5. Что называется: а) пределом пропорциональности при кручении; б) пределом текучести при кручении; |
||||||
в) условным пределом прочности при кручении; г) максимальным остаточным сдвигом: 1) максимальная угловая деформация в точке на поверхности образца для испытания в момент разрушения; |
||||||
2) касательное напряжение, равное отношению наибольшего момента при кручении, предшествующего разрушению, к полярному моменту сопротивления сечения образца для испытания; |
||||||
3) касательное напряжение в периферийных точках поперечного сечения образца, вычисленное по формуле для упругого кручения, при котором отклонение от линейной зависимости между нагрузкой и углом закручивания достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной к кривой деформации с осью нагрузок, увеличивается на 50 % своего значения на линейном участке; |
||||||
4) касательное напряжение, вычисленное по формуле для упругого кручения, при котором образец получает относительный сдвиг, равный 0,3 %. |
||||||
6. Крутящий момент в сечении вала равен: 1) абсолютной величине суммы внешних моментов по одну сторону от сечения вала; 2) алгебраической величине суммы внешних моментов по одну сторону от сечения вала; 3) абсолютной величине суммы всех внешних моментов, действующих на вал; 4) алгебраической величине суммы внешних моментов, действующих на вал. |
||||||
7. Касательные напряжения при кручении определяются по формуле: |
||||||
1)
|
||||||
8. Для какой точки поперечного сечения
вала можно вычислить напряжения по
формуле
|
||||||
|
|
1) для точки В; 2) для точки Д; 3) для точки С; 4) для точки А.
|
||||
9. Как изменится величина максимального напряжения в поперечном сечении вала, если диаметр вала увеличится в два раза: 1) уменьшится в 2 раза; 2) уменьшится в 4 раза; 3) уменьшится в 8 раз; 4) увеличится в 4 раза. |
||||||
10. Условие прочности при кручении записывается в виде: 1)
;
2)
3)
|
||||||
11. Условие жесткости при кручении записывается в виде: 1)
3)
|
||||||
12. Жесткостью поперечного сечения при кручении стержня называется величина: 1) GA; 2) GJP; 3) EJz; 4) EA. |
||||||
13. Полярный момент сопротивления при кручении определяется по формуле: |
||||||
а) для круглого сечения; б) для кольцевого сечения: |
||||||
1)
|
||||||
3)
|
||||||
14. Полярный момент инерции при кручении равен: а) для круглого сечения; б) для кольцевого сечения: 1)
3)
15. Указать правильную эпюру распределения касательных напряжений в поперечном сечении круглого вала при нагружении в пределах пропорциональности: 1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.
|
||||||
16. Размерность: а) полярного момента инерции; б) полярного момента сопротивления; в) жесткости поперечного сечения при кручении; |
||||||
г) модуля сдвига: 1) [м4]; 2) [м3]; 3) [кН/м2]; 4) [(кН/м2)м4]. |
||||||
17. Образцы при кручении разрушаются: а) из пластичных материалов; б) из хрупких материалов. 1) по плоскости поперечного сечения; 2) по площадкам, расположенным под углом 450 к оси сечения; 3) по площадкам, параллельным оси сечения; 4) по площадкам, наклоненным к оси сечения под произвольным углом. |
||||||
18. Указать на диаграмме кручения пластичной стали участок, соответствующий зоне: а) упругости; б) общей текучести; в) упрочнения.
|
|
1) ОА; 2) СД; 3) ВС; 4) АВ.
|
||||
19. Какая из приведенных формул используется для определения: |
||||||
а) предела пропорциональности при кручении; |
||||||
б) предела прочности при кручении; в) максимального остаточного сдвига. |
||||||
1)
3)
|
||||||
20. Какая формула используется при опытном определении модуля упругости второго рода: 1)
3)
|
||||||
21. Стержни отличаются только материалом, во всём остальном идентичны. При кручении у всех стержней: |
|
1) φ – одинаков, τ – различно; 2) φ – одинаков, τ – одинаково; 3) φ – различны, τ – одинаково; 4) φ – различны, τ – различно. |
||||
22. Максимальные касательные напряжения в поперечном сечении зависят: 1) от величины крутящего момента и размеров поперечного сечения вала; 2) от свойств материала; 3) только от величины крутящего момента; |
||||||
4) только от размеров вала. |
||||||
23. Чему равен модуль сдвига: а) для стали; б) для серого чугуна; в) для дюралюминия; г) для меди? 1) 45·103 МПа; 2) 80·103 МПа; 3) (40÷49)103 МПа; 4) 27·103 МПа. |
||||||
24. Какие величины находились непосредственно из опыта при определении модуля сдвига? 1) Δφ, ΔМк, L0. 2) d, L0. 3) Δφ, JP, L0. 4) ΔМк, JP. |
||||||
25. Какое напряжение действует: а) по грани 1; б) по грани 2?
1) только τmax ; 2) только σ; 3) напряжение отсутствует; 4) σ и τ. 26. Модуль сдвига зависит от: 1) размеров стержня; 2) свойств материала; 3) свойств материала и размеров стержня; 4) формы поперечного сечения стержня. |