bookЛабСопр

Проведення експеріменту

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ, НАУКИ,МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ ІМЕНІ АДМІРАЛА МАКАРОВА

СпіхтаренкоВ.В.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЛАБОРАТОРНИХРОБІТ

здисципліни“Опірматеріалів” Форманавчання– денна, заочна

Галузь: 0505 “ Машинобудування та матеріалообробка” Напрям: 6.050503 “Машинобудування”

Галузь: 0512 “ Морська техніка” Напрям: 6.051201 “Суднобудування та океанотехніка”

Канонічне рівняння методу сил:

δ11 X1 + 1P = 0

Момент в защімленні визначається по формулі:

X1 = − δ1P 11

Кут повороту перерізу А від зовнішніх сил:

Кут повороту перерізу А від одиничного моменту:

Момент в защімленні:

Розбіжність експерименту:

ε= Mтеор − Мексп 100% = 90,1 −85 100% = 5,6%

Мтеор 90,1

52

УДК. 539. 3/8 (076.5)

Спіхтаренко В.В. Опір матеріалів: Методичні вказівки до лабораторних робіт для студентів денної і заочної форми навчання. Напрям підготовки: 6.051201Суднобудування“ та океанотехніка”, 6.050503 “Машинобудування”. -

Херсон:, 2011. – 56 с.

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни “Опір матеріалів” призначені для студентів денної та заочної форм навчання, які навчаються за напрямками : 6.051201 “Суднобудування та океанотехніка”, 6.050503Ма“ - шинобудування”.

Вказівки містять теоретичні основи по лабораторним роботам, опис устрою випробувальних машин та приладів, зразки виконання, а також перелік контрольних питань щодо підготовки до захисту робіт з дисципліни “Опір ма-

теріалів”.

Рецензент к. т.н.проф.О.Є. Лугінін

© Національний університет кораблебудування

імені адмірала Макарова Херсон 2011 р.

5

ПОРЯДОК РОБОТИ В ЛАБОРАТОРІЇ

1.Студент зобов'язаний заздалегідь по методичних вказівках підготуватися до кожної роботи. Після проведення роботи потрібно обробити результати й оформити звіт.

2.Лабораторні роботи виконуються невеликими групами студентів (10-12 чоловік) під керівництвом викладача, причому кожен студент провадить спостереження, записи вимірювань й їхній аналіз самостійно.

3.Звіт по роботі з акуратно виконаними ескізами зразків, схемами випробувальних машин і приладів, графіками, заповненими графами форми звіту й з усіма необхідними обчисленнями й висновками студент пред'являє викладачу й дає при цьому короткі пояснення про пророблену роботу.

4.Студент, що не виконав всіх лабораторних робіт і не представив звіту по них,до екзаменів з опору матеріалів не допускається.

5.При обчисленнях варто керуватися такими вимогами:

а) розрахункові формули виписувати спочатку в загальному виді, позначаючи дані й шукані величини буквами (стандартними позначеннями), після чого підставляти їхні цифрові значення;

б) підстановку варто виконувати в тім же порядку, у якому стоять літерні позначення; після підстановки записати остаточний результат, не роблячи ніяких скорочень;

в) числові обчислення рекомендується здійснювати на калькуляторі.

6. Студент зобов'язаний дбайливо відноситися до майна й машин і дотримувати в приміщенні лабораторії правила техніки безпеки й внутрішнього розпорядку.

1 ВИПРОБУВАННЯ СТАЛЕВИХ ЗРАЗКІВ НА РОЗТЯГАННЯ З ПОБУДОВОЮ ДІАГРАМ

Ціль роботи: вивчення поводження сталі в процесі розтягання, визначення основних механічних характеристик міцності й пластичності.

Теоретичне значення прогину в перерізі А

2. Визначення величини прогину вигнутої осі балки в перерізі В від сили Р,яка прикладена у перерізі А

3.Розбіжність величин прогинів:

уперерізі А

утеор - yдосл 100% = 0,893 −0,85100% = 4,82%

утеор 0,893

у перерізі В

утеор - yдосл 100% = 0,893 −0,843100% = 5,56%

утеор 0,893

6 ДОСЛІДНА ПЕРЕВІРКА ТЕОРЕМИ ПРО ВЗАЄМНІСТЬ ПЕРЕМІЩЕНЬ

Ціль роботи: перевірити експериментально справедливість теореми про взаємність переміщень.

Схема навантаження

Проведення експеріменту

1. Визначення величини прогину вигнутої осі балки в перерізі А від сили Р,яка прикладена у перерізі В

1.1 Короткі відомості з теорії

Міцнісні й пластичні характеристики матеріалу при розтяганні дозволяють судити про міцність матеріалу при дії статичних навантажень, дозволяють вибирати матеріали при проектуванні конструкцій. Більшість механічних характеристик матеріалів не є їхніми фізичними константами, тому що у великому ступені залежать від умов проведення випробувань. Найпоширеніший вид випробування матеріалів - випробування на розтягання, тому що в цьому випадку найбільш яскраво виявляються механічні характеристики міцності й пластичності й виконується умова однорідності напруженого стану.

Випробування проводять на спеціальних розривних машинах із приладом для автоматичного запису діаграми розтягання Р -∆ l на стандартних зразках відповідно до ГОСТ 1497-73Однак. при малих поперечних перерізах зразків вплив форми й розмірів позначається тільки на величині відносного подовження δ і не відбивається на інших механічних характеристиках. Це порозумівається тим, що абсолютне подовження складається із двох складових величин: рівномірного подовження зразка пропорційно його початковій довжині l0 і подовження, що виникає в зоні утворення шейки, пропорційного кореню квадратному з первісної площі поперечного переріза зразка F0. Відповідно до ГОСТу, основними співвідношеннями для вибору зразків є

і

а відхилення в розмірах не повинне перевищувати: по довжині ±0,2 мм, по робочому діаметру (товщині й висоті поперечного переріза прямокутних зразків) ±0,05 мм. Основні параметри стандартного зразка наведені на рис.1.1,а .

Діаграми розтягання для більшості металів і сплавів можна звести до трьох основних типів( рис. 1.1,б): діаграма 1 характерна для матеріалів, що руйнуються без помітної пластичної деформації; діаграма 2 -для матеріалів, що рівномірно деформуються аж до руйнування; діаграма 3 -для зразків, що руйнуються після утворення шийки в результаті зосередженої деформації. Дільниця зростання навантаження до моменту руйнування або до максимуму може бути або плавною, або переривчастою, зокрема, з'являються "зуб" і площадка плинності. Дільниця bc

9

може бути сильно розтягнута і майже паралельною осі переміщень. На початку координат невелика дільниця діаграми розтягання виходить криволінійною за рахунок недостатньої жорсткості в захватах у початковий момент навантаження. Однак з діаграм розтягання не можна безпосередньо одержати механічні характеристики, тому необхідно перешикувати їх у діаграми деформування σ–ε. Залежно від типу діаграм деформування змінюється набір характеристик, які по них можна розраховувати, а також їхній фізичний смисл.

Перша характерна точка діаграми деформування (рис. 1.1,в) відповідає межі пропорційності σпц, тобто такій напрузі, що матеріал витримує без відхилення від закону Гука. У цій точці починається розбіжність кривої деформування й продовження прямолінійної дільниці. Чисельне значення межі пропорційності знаходять по формулі

Більш точне визначення величини Рпц запропоноване в роботі[2], коли на довільній висоті в межах пружної області відновлюють перпендикуляр АВ( див. рис. 1.1,б) до осі навантажень й, відкладаючи уздовж його відрізок ВР = 0,5АВ, проводять лінію ОС; потім проводять дотичну до кривої розтягання паралельно ОС. Точка дотику відповідає шуканій величині навантаження Рпц. Визначення Рпц можливо й при використанні спеціальних приборів - тензометрів.

При визначенні межі пропорційності можна оцінити й величину модуля пружності Е, використовуючи закон Гука у формі переміщень [4].

Наступна характерна точка на діаграмі деформування відповідає межі пружності σв - напрузі, при якій з' являються перші ознаки макропластичної деформації, тобто залишкове подовження досягає 0,05-0,005%.

У тих випадках, коли високої точності не потрібно, межа пружності приймається рівною межі пропорційності. Чисельне значення цієї величини визначається по формулі