Рисунок 2

Микрометр:

1 - скоба, 2 - пятка, 3 - микрометрический винт,

4 Стопор, 5 - гильза, 6 - барабан, 7 - головка с трещоткой. Стрелочный индикатор

Стрелочный индикатор (Рисунок З) предназначен для измерения линейных перемещений отдельных точек образцов, деталей и конструкций, вызванных их деформациями.

Рисунок З

Индикатор:

1-корпус со шкалой, 2-контактный стержень, 3- головка,

4-штатив, 5-деталь.

Шкала малого круга имеет 10 делений, каждое из которых соответствует 1мм контактного стержня. Шкала большого круга имеет 100 делений с ценой одного деления α=1•10^-2мм или α =1 •10^-3 мм. При повороте малой стрелки на одно деление большая стрелка индикатора делает полный оборот.

Для проведения измерения индикатор закрепляется корпусом к неподвижной части конструкции или штативу 4, а головкой 3 касается детали 5 в точке, перемещение которой измеряется.

V - измеряемое линейное перемещение,

- отсчет по индикатору до деформации,

- отсчет по индикатору после деформации,

- приращение показаний индикатора,

- цена деления индикатора.

Электротензометры

Электрический тензометр - это прибор, измеряющий относительную линейную деформацию на определенном участке твердого тела электрическим методом. Он состоит из трех частей: тензодатчика, усилителя и индикатора. Тензодатчик (или датчик) - это чувствительный элемент воспринимающий измеряемую деформацию и преобразующий ее в тот или иной

электрический параметр. Наиболее часто используются проволочные датчики сопротивления (тензорезисторы).

Проволочный датчик (Рисунок. 4) изготавливается из проволоки с большим удельным сопротивлением (константан, нихром и др.) диаметром d = 0.02-0.05 мм и представляет собой плоскую петлеобразную решетку с выводами на концах. Проволочная решетка приклеивается к тонкой прямоугольной полоске специальной бумаги или пленки толщиной 0,05 мм, служащей для решетки основой и изолирующей ее от материала испытуемой детали.

Датчики сопротивления характеризуются базой L₀ (5-100мм) и номинальным сопротивлением R(10-800 Ом).

В электротензонометрии наиболее распространена схема четырехплечевого моста (мостик Уитстона), состоящая из четырех последовательно соединенных датчиков Д₁…Д₄, источника питания Е и индикатора U (Рисунок.4б).

Один из датчиков левого плеча моста, например, Д₁ наклеивается на исследуемую поверхность (рабочий датчик). Чтобы исключить влияние температуры, другой датчик, например, Д₂, размешается на недеформированной части детали (термокомпенсационной) (см. Рисунок.4в).

Для измерения деформации используются различные электрометрические приборы.

Рисунок 4

Схема электротензометра

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Определение коэффициента трения скольжения с помощью наклонной плоскости

Цель работы: определение коэффициентов трения скольжения для различных материалов контактирующих тел с помощью наклонной плоскости. 

Силы трения определяются сопротивлением относительному движению звеньев в кинематических парах.

Трение скольжения характеризуется тем, что при относительном движении одни и те же участки одного звена в каждый момент соприкасаются с различными участками другого звена.

Согласно закону Кулона

где F – сила трения скольжения;

f - коэффициент трения скольжения;

N - сила нормального давления.

Различают:

f – коэффициент кинетического трения (трения движения),

f₀ – коэффициент статического трения (трения покоя).

Коэффициент трения покоя всегда больше коэффициента трения движения:

где   – угол наклона плоскости в момент начала движения тела (звена).

 

Рисунок. 1.1-. Тело на наклонной плоскости

 Рассмотрим движение тела по наклонной плоскости при  .

Сила, под влиянием которой тело движется, равна:

Составляющие этого уравнения:

   

После подстановки составляющих

где t – время, за которое тело проходит путь S.

 Практическая часть

Содержание работы

Определение коэффициента трения скольжения покоя и трения скольжения движения для звеньев из различных материалов (сталь – сталь, сталь – дерево, оргстекло – сталь и т. д.).

Технология выполнения работы

1. Установить тело (звено) заданного материала на наклонную плоскость.

2. Постепенно увеличивать угол наклона плоскости до момента начала движения тела. Записать угол наклона   и вычислить коэффициент трения покоя по формуле:

3. Поднять плоскость до угла наклона  . Установить тело на верхний край плоскости (см. рис. 1). Освободить тело и замерить время движения его по плоскости на расстояние S. Опыт повторить три раза и вычислить среднее значение t_ср. Вычислить коэффициент трения движения по формуле:

4. Результаты опытов оформить в виде табл. 1.

Таблица 1

№ п/п	Материалы звеньев	Величины показателей
			f0		S	t1	t2	t3	tср	f
1.	Сталь – сталь
2.	Дерево – сталь
3.	Оргстекло – сталь

 5. Оформить отчет.

 Контрольные вопросы

1. Дайте определение трению.

2. Какие виды трения вам известны?

3. От каких факторов зависит сила трения при внешнем трении?

4. Какие законы трения вам известны?

5. Что такое трение покоя?

6. Что такое трение скольжения?

7. Как связаны между собой трение покоя и трение скольжения?

8. Что такое коэффициент трения?

9. В каком случае тело находится в равновесии на наклонной плоскости?

10. Другие методы определения коэффициента трения?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Тема: «Определение центра тяжести плоских фигур опытным и расчетным путем. Сравнение и анализ полученных результатов».

Цель работы: Определение координат центра тяжести однородной плоской фигуры.

Содержание работы.

Центром тяжести твердого тела называется связанная с этим телом точка, через которую проходит линия действия равнодействующей сил тяжести, действующих на частицы данного тела, при любом положении тела в пространстве.

Для нахождения положения центра тяжести используют следующие способы:

1. Метод симметрии. У однородного тела, имеющего плоскость, ось или центр симметрии, центр тяжести находится соответственно в плоскости, на оси или в центре симметрии.

2. Метод разбиения на части. Если тело имеет сложную форму, его разбивают на части, положения центров тяжести которых известны (формулы для расчета площадей и координат центров тяжести некоторых плоских фигур приведены в таблице). В таком случае положения центров тяжести тела определяют с использованием следующих выражений.

Координаты центра тяжести объемного тела постоянной плотности находятся по формулам:

(2.1)

где X_k,Y_k,Z_k координаты центров тяжести элементарных частей,

V_k - объем k- й части.

Если тело представляет собой однородную пластину постоянной толщины, то координаты ее центра тяжести:

(2.2)

где А_к - площадь k-го элемента.

Для стержневых конструкций, образованных стержнями одинаковой плотности и постоянного поперечного сечения, координаты центра тяжести определяются по формулам:

(2.3)

где l_k - длина элемента линии.

3 Метод отрицательных площадей (масс). При нахождении положения центра тяжести тела, имеющего вырезы, полости, отверстия и т.п., используется мм од разбиения на части, причем считается, что полости (их площади, объемы, мт гм) имеют отрицательный вес.

Таблица 2.1 Площади и координаты центров тяжести плоских фигур

Название элемента	Схема	Площадь	Координаты центра тяжести
Круг			xc=0 yc=0
Прямоугольник
Треугольник
Круговой сектор

Рисунок. 1.1