Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с устройством испытательной машины и угломера. 2. Замерить и внести в отчет: диаметр рабочей части образца d; расстояние l между поперечными сечениями образца, взаимный угол поворота которых подлежит определению; цену деления шкалы индикатора С_n в миллиметрах и расстояние R от его штока до оси образца.

3. Рассчитать наибольший крутящий момент , который не вызывает остаточных деформаций образца:

,

(4.5)

где τ_пц = 70…80 МПа – предел пропорциональности по касательным напряжениям для низкоуглеродистых сталей;

– полярный момент сопротивления сечения.

4. Определить величину шага нагружения ∆T_К (см. табл. 4.1), чтобы получить 5…7 ступеней в пределах от нуля до T_Кmax.

5. Поворотом рукоятки 9 (см. Рис.4.4) установить грузовой маятник строго вертикально, что соответствует нулевому значению крутящего момента. Путем поворота внешнего ободка шкалы индикатора (см. рис. 4.6) установить ее нулевое значение напротив конца стрелки.

6. Увеличивая величину крутящего момента с шагом равным ∆T_К, записать соответствующие показания индикатора угломера.

7. Достигнув максимальной нагрузки T_Кmax, разгрузить образец и повторить испытания еще 2 раза. Результаты испытаний записать в таблицу 4.1.

8. Рассчитать среднее значение показаний прибора по трем опытам

,

(4.6)

где n_j,i — показание прибора в j-м опыте для i-й ступени нагружения.

9. Рассчитать экспериментальное значение угла закручивания для каждой ступени нагружения

.

(4.7)

10. Рассчитать приращение угла закручивания от ступени к ступени

.

(4.8)

Замечание: значение ₀ принять равным 0.

11. Вычислить среднее значение приращения угла

,

(4.9)

где n — число ступеней нагружения.

12. Вычислить модуль сдвига по среднему значению приращения угла закручивания и приращению крутящего момента:

,

(4.10)

где – полярный момент инерции сечения стержня.

13. Вычислить теоретическое значение угла закручивания, воспользовавшись законом Гука (4.3):

.

(4.11)

14. Определить абсолютную ошибку измерений , а затем и относительную

.

(4.12)

Таблица 4.1

№ ступени нагружения	Tк, Н·м	Показания индикатора				, рад	, рад	теор, рад	 - теор рад,	, %
		опыт1	опыт2	опыт3	nср
0
1
2
3
4
5
6

15. После выполнения расчетов необходимо вычертить график, иллюстрирующий закон Гука при кручении, в координатах «крутящий момент – угол закручивания». По теоретическим значениям строится прямая линия, проходящая через начало координат. Экспериментальные значения наносятся на график кружочками, крестиками или другими значками. Примерный вид графика представлен на рис. 4.7. Отклонение экспериментальных значений от теоретической прямой показывает степень отклонения эксперимента от закона Гука.

Масштаб по осям графика выбирается произвольно, но так, чтобы размер графика составлял не менее 60 мм по каждой из осей координат.

Если абсолютное отклонение теоретического и экспериментального значений угла закручивания не превышает цены деления угломера , то можно заключить, что отклонений от закона Гука в эксперименте не обнаружено, в противном случае в выводе необходимо привести наибольшее значение относительной погрешности.