ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ВИМІР ДЕФОРМАЦІЙ

в ЕЛЕМЕНТАХ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ

Ціль роботи: Ознайомитися з визначенням деформацій в згинальних елементах при статичному навантаженні.

Прилади й інструменти: важільні тензометри Гугенбергера; подовжувачі і струбцини для тензометрів; штангенциркуль; масштабна лінійка; гирі.

1 Загальні положення

Відносні деформації в елементах конструкцій визначаються, виходячи з закону Гука по формулі:

, (1)

де - модуль пружності;

- нормальні напруги, для згинальних елементів визначається за формулою .

При випробуванні конструкцій вимірюють місцеві лінійні поздовжні і поперечні деформації волокон (фібр).

Під впливом на конструктивний елемент зовнішнього навантаження, матеріал деформується (деформації розтягання чи стиску), при цьому відбуваються лінійні переміщення. Наприклад, візьмемо дві довільні точки 1 і 2 на елементі, що згинається, (рис.1). На елементі без навантаження відстань між точками 1 і 2 буде дорівнює , після прикладення навантаження елемент конструкції деформується, місце розташування точок зміниться і переміститься в 1' і 2', відстань між ними стане . Різниця довжин та , дає збільшення відповідних деформацій елемента , що відповідають, конструкції. Деформація елемента конструкції величина відносна і визначається як відношення збільшення переміщень на вимірюваній базі , тобто деформація визначається за формулою:

(2)

Рисунок 1 – Деформована схема частини балки.

, (3)

і тоді середня деформація на ділянці 1-2 складе:

(4)

де - діюче зусилля на конструкцію;

і - відстань від місця прикладення навантаження до точки 1 і 2;

- ширина і товщина поперечного перерізу конструктивного елемента.

, і --

Таблиця 1–Розрахунок деформації балки при = см

Найменування показника	Умовне позначення	Одиниця виміру	Ступінь навантаження
			1	2	3	4	5
Величина навантаження		кН
Згинальний момент		кН*см
Нормальні напруження		кН/см2
Величина деформацій		-

Усі прилади для виміру лінійних деформацій називаються тензометрами.

До тензометрів пред'являються наступні вимоги:

1. конструкція тензометра повинна давати можливість змінювати величину бази;

2. коефіцієнт збільшення повинний бути таким, щоб забезпечити необхідну точність виміру деформації;

3. маса і габаритні розміри тензометра повинні бути можливо мінімальними;

4. центр ваги тензометра повинний бути максимально наближений до поверхні випробовуваного елемента, щоб положення було стійким.

Тензометри поділяються на механічні, електричні, електромеханічні й ін.

Механічні тензометри забезпечують вимір взаємного переміщення двох точок, зокрема, лінійних деформацій волокон на визначеній довжині, що називається базою приладу. Якщо лінійні деформації, які отримані в результаті виміру, розділити на величину бази, то одержимо деформацію на вимірюваній ділянці.

На базах від 2 мм до 200 мм переміщення волокон не перевищують 10^-6-10^-3 мм. Це дуже малі величини і їхній вимір вимагає точних і чутливих приладів. В основі тензометрів з механічною схемою лежить використання важелів чи системи важелів і гвинтів. У залежності від співвідношення плечей, кроку гвинта і чутливості пристрою, що фіксує збільшення переміщення, тензометри можуть мати різну точність.