Оборудование и материалы

Экспериментально величину критической силы для прямолинейного консольного стержня, защемленного одним концом, можно определить на специальной установке (рисунок 8.1).

Рисунок 8.1-Схема экспериментальной установки

Установка состоит из основания 1 с прикрепленной к нему пятой 2, испытуемого образца 3, вставляемого в пяту 2 и жестко защемленного с помощью сухарей. Для создания нагрузки на стержень служит стакан 4, в который насыпается свинцовая дробь. Для наблюдения прогиба служат два индикатора 5, приставленные сбоку в плоскости наименьшей жесткости образца. В таком положении пружины индикаторов уравновешивают друг друга.

Порядок проведения работы

Установить стержень 3 со стаканом 4 в пяту 2, зажать испытуемый образец в пяте с помощью винта. Тщательно измерить длину и размеры поперечного сечения стержня.

Установить оба индикатора на «0». Нагружать испытуемый образец путем медленного и равномерного насыпания свинцовой дроби в стакан 4 с одновременным контролем за показаниями индикаторов. Критическому значению сжимающей силы будет соответствовать резкий поворот стрелки индикатора. Определить величину критической силы путем взвешивания стакана со свинцовой дробью и добавления к полученному результату веса цилиндрической части стержня (m=1 Н), служащей для установки стакана на испытуемый образец. Результаты измерений и вычислений внести в таблицу экспериментальных данных (таблица 8.1).

Обработка экспериментальных данных

По формуле (8.1) определить значение критической силы для исследуемого стержня. Сравнить между собой экспериментальные и теоретические значения критической силы и определить величину погрешности:

. (8.7)

Величина погрешности не должна превышать

По формуле 8.6 определить величину допускаемой нагрузки.

Таблица 8.1 - Экспериментальные данные

Материал образца	ℓ,мм	Размеры сечения,	Е, Н/мм2	, Н	, Н	, Н	%

Выводы

В выводах обосновать величину погрешности при определении значения критической силы теоретическим и экспериментальным путем

.

Контрольные вопросы

1. Какая сила называется критической?

2. Как теоретически определить значение критической силы?

3. При каком условии применима формула Эйлера?

4. Как теоретически определить гибкость стержня?

5. Как определить коэффициент запаса устойчивости?

6. Какие деформации стержня наблюдаются в процессе выполнения опытов?

Литература: [1, 2, 3, 8, 9].

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература

1. Александров А.В. Сопротивление материалов: Учебник для вузов/ А.В.Александров и др. – М.: Высш. школа, 2000.

2. Иосилевич Г.Б. Прикладная механика: Учебник для вузов /Г.Б. Иосилевич и др. – М.: Высш. школа, 1989.

3. Справочник по сопротивлению материалов/ Под ред. В.Ф. Винокурова -Минск, 1988.

4. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение. – М.: Издательство стандартов, 1985. – 10 с.

5. ГОСТ 16483. 10-73. Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон. – М.: Издательство стандартов, 1974. – 7с.

6. ГОСТ 3565-80. Металлы. Метод испытания на кручение. – М.: Издательство стандартов, 1980. – 14 с.

7. ГОСТ 9012-59. Металлы. Методы испытаний. Измерение твердости по Бринеллю. – М.: Издательство стандартов, 1987. – 40 с.