10 Лабораторная работа № 10 «Испытание материалов на изгиб»

Цель работы: измерить силу, приложенную к свободному концу консольно закреплённого образца на постоянном расстоянии от линии закрепления, изгибающую его на определённый угол.

Оборудование для испытаний.

Прибор Бюхеля 116-BD - предназначен для исследования эластичных материалов, металлических листовых материалов, а также тел, имеющих в сечении круг при максимальной нагрузке не более 1000 кН.

Подготовка к испытанию: Образцы из картона вырезают в двух взаимно перпендикулярных направлениях шириной 38 мм и длиной 80 мм.

Проведение испытания:

1. Образец закрепляют в зажим, выравнивая его по горизонтальной оси. Свободный конец не должен испытывать никаких воздействий, кроме трения индикатора или регистрирующего устройства, а сам образец должен быть правильно установлен.

2. Стандартный угол изгиба составляет 15 град. Каждый образец изгибают в одну сторону от исходного положения. Угол изгиба должен быть зафиксирован в протоколе испытания.

Показания приборов снимают по достижении заданного угла изгиба образца поочередно в каждом направлении, результаты зафиксированы в таблицы 10.1 и 10.2.

Таблица 10.1 – Результаты испытаний на изгиб образцов картона

Номер образца	Название материала: картон, масса 169.44 г/м2
	Направление испытания: поперечное
	Угол изгиба: 15 град
	Активная длина образца: 25 мм
	Нагрузка, мН
	Р1	Р2	Рср
1	86	88	87
2	88	91	90
3	103	100	102
4	94	94	94
5	94	101	98
6	87	73	80
7	88	103	95
8	92	84	88
9	77	91	84
10	94	96	95

Таблица 10.2 – Результаты испытаний на изгиб образцов картона

Номер образца	Название материала: картон, масса 169.44 г/м2
	Направление испытания: машинное
	Угол изгиба: 15 град
	Активная длина образца: 25 мм
	Нагрузка, мН
	Р1	Р2	Рср
1	281	306	294
2	284	287	286
3	274	270	272
4	281	278	279
5	285	282	283
6	250	241	246
7	233	255	244
8	25	240	297
9	256	270	263
10	274	260	267

Расчет жесткости при изгибе осуществляется по формуле:

, (10.1)

где F – нагрузка, мН;

l – активная длина образца, см;

α – угол изгиба образца, град;

b – ширина образца, b=3,8 см.

Рассчитаем жесткость при изгибе для 1 образца поперечного направления:

(мН∙см²).

Таблица 10.3 – Расчетные данные жесткости при изгибе Sb

Номер образца	Жесткость при изгибе Sb , мН∙см2
	машинное направление	поперечное направление
1	157,1	55,5
2	171,8	58,6
3	181,2	55,5
4	155,0	42,9
5	181,2	51,3
6	185,4	58,6
7	147,7	57,6
8	142,5	62,8
9	174,9	55,5
10	196,9	77,5

Проводим анализ результатов в машинном направлении.

Вариационный ряд: 244,246,257,263,267,272,279,283,286,294

Количество интервалов:

Величина интервала:

Таблица 10.4 – Количество значений в интервалах (MD).

№	Интервал,*10-3	Количество значений
1	244-257	2
2	257-270	3
3	270-283	4
4	283-296	1

Рисунок 10.1 – Кривая распределения Гаусса картона (МD)

Статистическая обработка данных

Среднее арифметическое:

Среднеквадратическое отклонение среднего арифметического:

Коэффициент вариации:

Ошибка среднего арифметического:

Достоверность среднего арифметического:

Проводим анализ результатов в поперечном направлении.

Вариационный ряд: 80,84,87,88,90,94,95,95,98,102

Количество интервалов: .

Величина интервала:

Таблица 10.5 – Количество значений в интервалах (MD).

№	Интервал,*10-3	Количество значений
1	80-86	2
2	86-92	3
3	92-98	4
4	98-104	1

Рисунок 10.2 – Кривая распределения Гаусса для картона (CD)

Статистическая обработка данных

Среднее арифметическое:

Среднеквадратическое отклонение среднего арифметического:

Коэффициент вариации:

Ошибка среднего арифметического:

Достоверность среднего арифметического: