Лабораторная работа № 6 определение перемещений и напряжений при сложном сопротивлении

Литература: [1. § 6.5, 6.6, 6.10]; [2. § 75, 76, 77, 99]; [3. § 4.8, 4.9, 4.10].

Опыт 6.1. Косой изгиб балки, защемленной одним концом

Цель опыта – проверить теорию косого изгиба по величине прогиба консольной балки.

Содержание опыта

Для консольной балки, изготовленной из стального уголка и находящейся в условиях косого изгиба, экспериментально и теоретически определить полный прогиб ее свободного конца.

Схема установки измерительных приборов и деформация балки показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1

Исходные данные: уголок 32х32х3; материал – сталь Ст.3; модуль упругости Е = МПа; предел пропорциональности σ_пц = МПа; J_x = см⁴; J_y = см⁴; Z₀ = см; L = см; b = см; координаты опасной точки 1: y₁ = b*cos45 = ; x₁ = b*cos45 – z₀/cos45 =

Указания по выполнению опыта

Перед началом проведения опыта необходимо определить величину максимальной силы, не вызывающей в материале напряжений больше предела пропорциональности. Максимальное напряжение в опасной точке 1 (см. рис. 6.1)

Расчетная ступень нагрузки Р₀ = Н.

Балка ступенчато нагружается сосредоточенной силой Р с сохранением постоянного приращения нагрузки Р₀. При этом с помощью индикаторов часового типа, закрепленных на свободном конце балки, для каждого значения нагрузки определяются вертикальная f_в и горизонтальная f_г составляющие полного прогиба

Затем рассчитываются теоретические значения прогибов свободного конца балки в направлении осей x и y и полного прогиба:

Результаты опыта и вычислений заносятся в табл. 6.1, где η – расхождение результатов расчета и опыта в %

Таблица 6.1

Нагрузка Р, Н	Прогиб по индикаторам			Теоретический прогиб			η, %
	fв	fг	fоп	fx	fy	fт

Опыт 6.2. Экспериментальная проверка теории внецентренного растяжения

Цель опыта – исследовать закон распределения нормальных напряжений в поперечном сечении стержня при внецентренном растяжение.

Содержание опыта

Для стержня прямоугольного поперечного сечения экспериментально и теоретически определить напряжения в произвольном сечении, достаточно далеко удаленном от точек приложения растягивающей силы, при ее внецентренном приложении.

Схема действия сил и расположения тензодатчиков показана на рис. 6.2.

Рис. 6.2

Исходные данные: материал стержня ; предел пропорциональности σ_пц = МПа; b = мм; h = мм; F = см²; y_p = мм; координаты точек, в которых определяются напряжения: y₁ = мм; y₂ = мм; y₃ = мм; момент инерции сечения J_z = b*h³/12 = см⁴; радиус инерции сечения в квадрате i_z² = J_z/F = см².

Указания по выполнению опыта

Перед началом проведения опыта необходимо определить величину максимальной силы, не вызывающей в материале напряжений больше предела пропорциональности. Максимальное напряжение в опасной точке 3 (рис 6.2)

где Р - ; y_p -

Расчетная ступень нагрузки Р₀ = кН;

Стержень ступенчато нагружается сосредоточенной силой Р с сохранением постоянного приращения нагрузки Р₀. Показания тензодатчиков заносятся в табл. 6.2. Сюда же записываются теоретически вычисленные значения напряжений в исследуемых точках и процент расхождения опытных и теоретических значений напряжений.

Таблица 6.2

Нагрузка, кН	Точки измерения напряжений (см. рис. 6.2)
	1			2			3
	σоп	σт	δ	σоп	σт	δ	σоп	σт	δ