Проведение опытов и обработка результатов

Д ля проведения испытания на срез применяется разрывная машина МР -50 приспособление, принципиальная схема которого показана на рис.5.1.

Рис.5.1. Схема испытаний:

1,2 - рабочие органы (ножи), обеспечивающие срез;

3- образец для испытаний

Для испытания на срез применяются цилиндрические образцы диаметром d₀ = 10... 15 мм из малоуглеродистой стали и алюминия, временное сопротивление которых известно. В частности, можно использовать половинки образцов, оставшихся после проведения испытания на разрыв.

Нагружение осуществляется до разрушения образца. Опыты проводятся на двух образцах из различных материалов и для каждого определяется условный предел прочности на срез

где - усилие, при котором произошло разрушение образца;

= d₀/4 - площадь поперечного сечения образца; m - число плоскостей среза.

Для проведения опыта требуется:

1.Замерить штангенциркулем диаметр d₀ образца.

2.Установить образец в приспособление на машине.

3.Вести нагружение до разрушения образца, отметив на шкале силоизмерителя величину разрушающей нагрузки .

4.Определить предел прочности на срез и сравнить полученный результат с величиной предела прочности при растяжении (см. лаб. раб. N1). Обычно отношение временных сопротивлений при срезе и растяжении лежит в пределах I.5...0.7.

5.То же самое проделать для второго металлического образца.

Контрольные вопросы

1.Что такое срез?

2.Какие элементы конструкций работают на срез?

1. На чем основан расчет на срез и выбор теоретического допускаемого напряжения на срез ()?

2. В чем условность предела прочности на срез?

3. Какие факторы влияют на величину предела прочности на срез при испытании?

4. Каковы оптимальные условия испытания на срез?

5. Каковы соотношения между пределом прочности при срезе _в, и при растяжении _в?

8. По каким признакам можно судить о наличии изгиба и сжатия при срезе?

9. Дать характеристику напряженного и деформированного состояний при чистом сдвиге.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6

Испытание стального образца на кручение в пределах упругих деформаций

Цель работы: 1. Изучить зависимость между крутящим моментом и углом закручивания в пределах упругих деформаций.

2. Определить модуль сдвига (модуль упругости при сдвиге) для стали.

Задачи работы:

1.Освоить методику измерения углов закручивания лабораторных образцов.

2.Экспериментально определить модуль сдвига и сопоставить его с теоретическим.

Основные понятия

Кручение - это вид деформации, возникающей при действии на стержень двух пар сил в плоскостях, перпендикулярных оси стержня и характеризующийся взаимным поворотом каждого поперечного сечения по отношению к соседнему на некоторый угол. Кручение встречается в работе валов, винтовых пружин, перекрестных балок различных судовых и строительных конструкций, при действии боковых горизонтальных сил на рельсовый путь и других случаях.

При кручении цилиндрического стержня его элементы испытывают чистый сдвиг и связь между углом сдвига и касательными напряжениями выражается законом Гука при сдвиге

 = G, (1)

где G - модуль упругости при сдвиге.

При испытании на кручение изучается зависимость между крутящим момен­том и углом закручивания (закон Гука при кручении)

(2)

где - крутящий момент; - расчетная длина образца;

= d⁴/32 - полярный момент инерции круглого сечения; d - диаметр образца.

Для проверки справедливости закона Гука при кручении к образцу прикладывается равными ступенями нагрузка и измеряются соответствующие углы закручивания. Равным приращениям момента должны соответствовать одинаковые приращения деформаций (см. формулу 2).

Модуль упругости при сдвиге может быть определен из формулы (2):

(3)

Здесь - приращение крутящего момента, соответствующее среднему приращения угла закручивания .