2.6.2. Порядок выполнения работы
1. Измерить размеры балки b0, h, l, записать значения сосредоточенной нагрузки F.
2. Подсчитать теоретическое значение .
3. Нагрузить балку нагрузкой F, записать значения относительных продольных деформаций по четырём датчикам в делениях по шкале реохорда и подсчитать среднее значение nср.
4. Определить экспериментальное значение цены деления
.
(2.30)
5. Сравнить полученное экспериментальное значение коэффициента цены деления КЭ со значением по инструкции КИ , сделать вывод,
%.
(2.31)
Контрольные вопросы и варианты ответов
1. Указать схему балки равного сопротивления.
2. Как зависят нормальные напряжения на поверхности балки равного сопротивления от координаты Z?
1) прямо пропорционально; 2) обратно пропорционально;
3) более сложная зависимость; 4) не зависят.
3. Указать формулу для вычисления цены деления шкалы прибора ИД-70 при тарировке с помощью балки равного сопротивления:
1)
;
2)
;
3)
;
4)
.
4. К какому внутреннему силовому фактору приводятся нормальные напряжения в поперечном сечении балки при изгибе?
1) N; 2) My или Mz; 3) Qy или Qz; 4) Mx.
5. Какая из схем включения термокомпенсатора (Rk) является правильной? RA – рабочий датчик.
6. Каковы преимущества балки равного сопротивления для тарировки датчиков:
1) удобнее наклеивать датчики;
2) поворот любого сечения балки одинаков;
3) проще вычислить момент сопротивления сечения балки;
4) максимальное напряжение в любом сечении балки одинаково.
7. Что происходит с плоскими поперечными сечения балки при изгибе в соответствии с гипотезой плоских сечений?
1) искривляются по всей длине;
2) искривляются на отдельных участках;
3) поворачиваясь и смещаясь, остаются плоскими и после изгиба;
4) остаются плоскими на отдельных участках.
8. Какое направление имеют внутренние силовые факторы в сечениях балки «b-b», «c-c»?
9. По заданной эпюре поперечной силы Q восстановить нагрузку на балку и построить эпюру изгибающих моментов М
Рекомендуемая литература
1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для втузов / В.И. Феодосьев. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 592 с.
2. Варданян Г.С. Сопротивление материалов (с основами строительной механики): учебник / Г.С. Варданян, Н.М. Атаров, А.А. Горшков. – М.: ИНФРА-М, 2003. – 480 с.
3. Афанасьев А.М. Лабораторный практикум по сопротивлению материалов: учеб. пособие для втузов / А.М. Афанасьев, В.А. Марьин. – М.: Наука, 1975. – 288 с.
4. Шадрин В.А. Сопротивление материалов: в 1 ч. // Методические указания к лабораторным работам для студентов технических специальностей / В.А. Шадрин. – Чита: ЧитГУ, 2005. – 45 с.
5. Трубина Э.П. Тесты для защиты лабораторных работ по сопротивлению материалов: методические указания / Э.П. Трубина, Е.А. Станкова. – Чита: ЧитГУ, 2008. – 37 с.
6. Манжосов В.К. Лабораторные работы по сопротивлению материалов: в 1 ч. // Методические указания / В.К. Манжосов. – Ульяновск: УлГТУ, 2006. – 28 с.
7. Гончаров К.А. Лабораторный практикум по курсу «Сопротивление материалов»: учебное электронное текстовое издание / К.А. Гончаров [и др.]. – Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2008. – 143 с.
8. Байда Л.И. Электрические измерения: учебник для вузов / Л.И. Байда [и др.]. – Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1980. – 392 с.
9. Касаткин Б.С. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений: справочное пособие для преподавателей, аспирантов и студентов вузов / Б.С. Касаткин [и др.]. – Киев: Наукова думка, 1981. – 583 с.
3. Определение напряжений и перемещений
при поперечном изгибе
3.1. Лабораторная работа № 8. Исследование
распределения нормальных и касательных
напряжений при изгибе двутавровой балки
3.1.1. Общие сведения
Цель работы – экспериментальная проверка закона распределения нормальных напряжений, определение максимальных касательных напряжений при изгибе двутавровой стальной балки. Сравнение опытных значений напряжений с теоретическими, подсчитанными по формулам.
В данной работе предстоит экспериментально проверить гипотезу плоских сечений, т.е. сравнить опытные значения напряжений с напряжениями, найденными по теоретическим формулам. На основании гипотезы плоских сечений нормальные напряжения при изгибе вычисляются по формуле
,
(3.1)
где Мх – изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Нсм;
Jх – осевой момент инерции поперечного сечения относительно нейтральной оси x, см4;
у – расстояние от нейтральной оси до слоя, в котором определяется нормальное напряжение, см.
Теоретическое значение для τmax находится по формуле Д.И. Журавского
,
(3.2)
где Q – поперечная (перерезывающая) сила в сечении, Н;
Sх, – статический момент для половины площади поперечного сечения балки, см3;
d – толщина стенки двутавра, см.
Схема балки, ее нагружение показана на рис. 3.1, а. Эпюры распределения σ и τ по высоте балки приведены на рис. 3.1, б.
а б
Рис. 3.1. К испытанию балки на изгиб:
а – расчетная схема с приложенной нагрузкой F и наклеенными тензорезисторами:
1…5 – для определения нормальных напряжений, 6, 7 – для определения касательных
напряжений; б – поперечное сечение с тензорезисторами, σ и τ – эпюры для напряжений
От приложенной нагрузки F балка изгибается, продольные волокна получают линейные деформации, которые можно определить с помощью метода электротензометрии. А от деформаций легко перейти к напряжениям.