Контрольні запитання до лабораторної роботи

1. Дайте визначення складному напруженому стану косого згинання.

2. Які площини стрижня називаються головними?

3. Які кути складають головні осі u і v рівнобічного кутника з його сторонами?

4. Поясніть чому сили та у сумі дають значення P?

5. Під якими кутами до сторін перерізу проходить вектор повного прогину перерізу С?

6. Від якої сили обчислюються моменти , ?

7. Які зміни у формулі для треба зробити, щоб точка K змінила своє розташування симетрично до осі u?

8. Чому у формулі (2.29) обидва доданки з позитивними знаками?

9. Яка орієнтація балки даного типу перерізу є найбільш раціональною?

3.10. Лабораторна робота № 10 дослідження позацентрового розтягування прямого стрижня

Мета роботи: Експериментально перевірити розрахункові формули опору матеріалів для позацентрового розтягування стрижня.

Обладнання: Випробна машина УММ-5, тензометри важільні, зразок стрижня.

Загальні відомості

За позацентрового розтягування точка прикладення рівнодійної зовнішніх сил не співпадає з віссю стрижня, як при звичайному розтягуванні. Рівнодійна зміщена відносно осі X і паралельна до неї. Довжина зміщення називається ексцентриситетом е. Нормальні напруження у цьому випадку розподілені по поперечному перерізу стрижня нерівномірно – вони змінюються за законом площини, нахиленої до поперечного перерізу:

, (2.31)

де , - координати прикладання рівнодійної зовнішніх сил Р у головній системі координат; у, z – координати довільної точки перерізу в головних осях; F – площа поперечного перерізу стрижня.

Схема випробування стрижня на позацентрове розтягування приведена на рис. 2.16. Виріз у стрижні спричинює його позацентрове розтягування у середній частині довжини. Сила Р паралельна осі Х стрижня і має з нею ексцентриситет e. Для такого випадку навантаження формула (2.31) спрощується до вигляду:

. (2.32)

В лабораторній роботі визначаються напруження в крайніх шарах А та В поперечного перерізу стрижня. Використовуючи для цього формулу (2.32), слід враховувати знак координати у точок А та В ( , ).

Напруження в шарах А та В експериментально визначається за допомогою важільних тензометрів у той самий спосіб, що й у лабораторній роботі №2.

Рис. 2.16. Схема випробування стрижня на позацентрове розтягування

Послідовність виконання роботи

1. Замалюйте ескіз зразка стрижня, виміряйте всі його розміри, обчисліть ексцентриситет e прикладання навантаження. Визначте площу F і момент інерції поперечного перерізу стрижня. Знайдіть граничне навантаження зони пропорційності за формулою:

, (2.33)

де - нормальне напруження пропорційності матеріалу зразка.

2. Виберіть інтервал збільшення навантаження Р, за якого у зоні пропорційності можна зробити 4-5 відліків, починаючи з зусилля .

3. Підготуйте машину, зразок і тензометри до проведення випробування. На етапі вибору люфтів у з’єднаннях ланок машини (навантаження до ) перевірте правильність установки і роботи тензометрів – рух стрілок, відповідність вільної зони шкали напрямку руху стрілок.

4. Досягши початкового навантаження , запишіть покази тензометрів (початковий відлік) і ціну поділки шкали кожного приладу в табл. 2.11.

5. Збільшуючи покроково навантаження (кожного разу на величину P), записуйте покази тензометрів в табл. 2.11.

6. Закінчивши випробування, повністю розвантажте зразок.

7. Обчисліть середнє подовження шарів А та В, що відповідає одному кроку навантаження Р:

, (2.34)

де k – ціна поділки шкали тензометра.

8. Визначте середню відносну деформацію шарів А та В:

, (2.35)

де =20‍мм – база тензометра.

Таблиця 2.11