Иілген арқалықтардың қимасындағы кернеудің таралу заңдылығын зерттеу.

Жұмыстың мақсаты: Арқалықтың иілу теориясының өрнектерін тәжірибе арқылы тексеру.

Сынақ қондырғысы мен сыналатын үлгі. Бүл сынақты орындау үшін лабораториялық әмбебап стол және оның саймандары қолданылады. Сынақ қондырғысының схемасы 11 – суретте кескінделген.

а) б)

11 - сурет. Сынақ қондырғысы (а) және сыналатын арқалықтың қимасы (б)

Сыналатын арқалық төрт нүктеден күш түсіру арқылы иілетіні 11 -суреттен көрініп тұр.

Осындай тәсілмен жүктелген арқалықтың ортадағы, ұзындығы l, аралығы таза иілуге ұшырайтыны белгілі.

Олай болса арқалықтың дәл ортасында орналасқан п-п қимасындағы тік кернеудің таралуы келесі теориялық өрнекпен анықталады:

бұл жердегі m_и - июші момент, [кН-см];

J_х - қиманың "х" - өсі айналасындағы инерция моменті, [см⁴ ], ол қиманың өлшемдеріне сәикес анықталады;

у - қимадағы кернеуін анықтайтын нүктенің "х" - өсінен қашықтығы, [см].

11 - суреттегі схема үшін

бұл жердегі a -тіректерден күш түсіргіш тиектерге дейінгі ара -қашықтық, оны студенттердің өзі қондырғыдан өлшеп алады. Кернеудің таралу

заңдылығын тәжірибеден анықтау үшін арқалықтың полкасына Т₁ және Т₄, ал жақтауына Т₂ және Т₃ тензодатчиктері жапсырылады. Тензодатчиктен шығатын сымдар розеткалы айырғыш арқылы электронды күшейткішке жалғасады. Электронды күшейткіш өлшегіш прибормен қосылады.

Сынақты орындау тәртібі.

Әмбебап столының жүктегіш бұрандасының көмегімен арқалыққа алғашында Ғ₁₁ = 1 кН күш түсіріледі де Т₁, Т₂, Т₃, Т₄ тензодатчиктерінің көрсетулері 7 - кестеге енгізіледі. Одан әрі күштің мәні Т₁₂ = 3 кН шамасына дейін өсіріледі де осы кездегі тензодатчиктердің көрсетулері тағы да кестеге енгізіледі. Тәжірибе үш рет қайталанады.

7 – кесте.

Тензодатчиктер орнатылған нүктелердегі кернеулер тәжрибе қорытындысы бойынша келесі өрнектермен есептеледі:

, , ,

Теориялық және эксперименттік кернеулер барлық нүктелерге есептелгеннен кейін теориялық өрнектің дәлдігі бағаланады.

осы айырма ≤ 5% болса теориялық өрнек қанағаттанарлық деп табылады.

Бақылауға арналған сұрақтар.

1. Қимадағы қауіпті нүктенің орны қайда?

2. Иілген арқалық үшін қиманың қандай түрі тійімді болады?

3. Бейтарап қабат деген не?

4. Бейтарап қабат қайда орналасады?

5. Қимадағы кернеудің таралуы қандай заңдылық?

6. Тензодатчиктер қалай жұмыс істейді?

№8 Зертханалық жұмыс

Иілген арқалықтың деформациялануын зерттеу.

Жұмыстың мақсаты: Арқалықтың деформациясын анықтауға арналған иілу теориясының өрнектерінің дәлдігін тәжрибеден тексеру.

Сынақ қондырғысы және сыналатын үлгі.

Сынақ қондырғысы (12 – сурет) әмбебап стол. Столдың саймандары арқылы екі тіректі топсалы арқалықты құрастырамыз. Арқалықтың тіректерін «Б», топсалы жылжымалы, және «С», топсалы жылжымайтын, деп белгілейміз. Сыналатын арқалық қимасы төртбұрышты болат сырық, оның қалыңдығы «t» ені «в» бұл шамалардың мәндерін студенттер қондырғыдан тікелей өлшеп алады. Олай болса қиманың өстік инерция моменті келесі өрнекпен есептеледі.

см⁴ мұндағы «в» және «t» мәндері «см» өлшемімен алынады.

индикатор И₁ индикатор И₂

һ

Б В К С

а а а

12 – Сурет.

t R_Б R_C

b

a 2a

13 – Сурет.

Үлгі тіректерге бекітілгенне кейін ортасы теңдей үш бөлікке бөлініп, «В» қимасына жүк ілетін сырға орнатылыды және арқалықтың иілу мөлшерін өлшейтін И₁ индикаторының аяғы тіреліп тұрады. Келесі «К» қимасына биіктігі һ – қа тең кронштейн қатаң бекітіледі-де оның ұшына екінші индикатордың аяғы тіреліп тұрады. һ – тың мәнін студенттер қондырғыдан өздері өлшеп алады. Үлгінің қимасы мен жүктелу схемасы 13 – суретте көрсетілген.

Сынақты жүргізу және қорытындысын өңдеу.

Алдымен «В» қимасындағы сырғаға Ғ₁₁ – жүгі ілініп осыған сәйкес келетін индикаторлардың көрсетулері И₁, И₂ кестеге енгізіледі. Одан кейін жүктің шамасы көбейтіліп Ғ₁₂ – ге жеткізіледі-де индикаторлардың көрсетулері И₁, И₂ тағыда кестеге енгізіледі. Сырғадағы жүктің бәрі түсіріліп сынақ дәл осындай тәсілмен тағы екі рет қайталанады, оның қорытындысы кестеге енгізіледі.

8 – кесте.

№	Ғ, кН	И1	И2	Ғ, кН	И1	И2
1
2
3
				Ғор =	И1ор =	И2ор =

Кестедегі толтырылған мәндерге сүйене отырып арқалықтың тәжрибеден табылған деформацияларын келесі өрнектермен есептеп табамыз:

Ал «К» қимасындағы бұрылу бұрышы тең болады.

13 – суреттегі есептеу схемасынан тірек реакциялары тең болады.

Арқалықтың деформацияларын теориялық жолмен табу үшін әмбебап теңдеуді қолданамыз.

Арқалықтың бекіту шарттарынан у₀ = 0, екенін табамыз

Олай болса Z = 2a болғанда «К» қимасындағы бұрылу бұрышын анықтаймыз.

Яғни

Ал Z = a болғанда арқалықтың «В» қимасындағы иілу мөлшерін табамыз.

Арқалықтың деформацияларының сынақ арқылы табылған және теориялық өрнектер арқылы есептелінген мәндерін салыстыра отырып айырмасын анықтаймыз, егер ол айырма 5% - дан кем болса теориялық өрнектер дұрыс деп табамыз.

Яғни.

және

шарттары орындалуы керек.

Бақылау сұрақтары.

1. Арқалықтың деформацияларына қандай шамалар жатады?

2. Деформацияларды тәжрибеден анықтау үшін қандай өлшегіш құралдар қолданылады?

3. Арқалықтың деформациялары неге тәуелді?

4. Арқалықтың деформацияларын есептеуде қандай теориялық өрнектер қолданылады?

5. Арқалықты бекіту шарттары дегеніміз не?

6. Әмбебап теңдеудегі бастапқы параметрлер нені көрсетеді?

№9 Зертханалық жұмыс