Labaratornye_po_sopromatu

Лабораторная работа №1

«Экспериментальное изучение растяжения и сжатия материалов»

Опыт №1

Экспериментальное изучение растяжения и сжатия материалов

1. Цель работы: Изучение поведения различных материалов при растяжении до момента разрушения и определение зависимости между удлинением образца и растягивающим усилием Р

Определение механических характеристик материала: предела пропорциональности , физического или условного предела текучести (предела прочности) , относительного удлинения после разрыва и относительного сужения после разрыва Ψ

2. Эскизы образцов

а) до испытания

б) после испытания

1. Легированная сталь 2. Малоуглеродистая сталь 3. Чугун

3.Исходные данные

Размеры образцов

№ образца	Материал	Расчетная длина ,мм	Конечная длина lк, мм	Рабочая длина, l,мм	Средний диаметр ,мм	Диаметр шейки ,мм	Площадь сечения образца , мм2	Площадь шейки Fк,мм2
1	-	25	29.3	35.3	4.9	3.4	75.39	36.3
2	-	25	31	30.9	5.2	3.2	849	32.15
3	-	25	25	29.12	5.2	5	84.9	78.15

Диаграмма растяжения

Опытные данные

№ образца	Рпц, кН	, мм	Рт(Р0.2), кН	Рв, кН
1	5.3	0.07	7.2	9.9
2	6.1	0.06	7	8.0
3	2.8	0.058	3.3	4.5

4.Результаты расчетов

Расчетные формулы

, , , , , , ,

Механические характеристики материалов

№образца	,МПа	,МПа	,МПа		Ψ,%	,%
1	0.072	0.095	0.131	17.2	51.85	107.7
2	0.048	0.082	0.094	25.2	62.13	161.2
3	0.033	0.039	0.053	1.16	7.53	8.15

1. Вывод: Изучили поведения различных материалов при растяжении до момента разрушения и определение зависимости между удлинением образца и растягивающим усилием Р

Определили механических характеристик материала: предела пропорциональности , физического или условного предела текучести (предела прочности) , относительного удлинения после разрыва и относительного сужения после разрыва Ψ

Студент_________________ Преподаватель_______________

Опыт №2

Испытание материла на сжатие

1. Цель опыта: Изучение процесса деформации и разрушения при сжатии пластичных и хрупких материалов

Определение зависимости между величинами ускорения образца и сжимающего усилия Р.

Определение механических характеристик материалов при сжатии: предела пропорциональности (для пластичного материала), предела прочности (для хрупкого материала) и относительного укорочения образца (для хрупкого материала).

2. Эскизы образцов

а)до испытания б)после испытания

3. Размеры образцов

№образца	Материал	Высота h0,мм	Диаметр образцов, мм					Площадь сечения образца F0,мм
			d01	d02	d03	dср
1	Сталь	19.8	14.2	14.2	14.2	14.2	158.29
2	Чугун	15.2	15.2	152	15.2	15.2	181.37

Диаграмма сжатия

Результаты испытаний

№образца	Рн,кН		dт, мм	dmax,мм	hк,мм
1	174	1.2	14.2	16.3	18.4	7.07	14.79
2	176	0.97	15.2	15.7	14.9	1.97	3.29

1. Вывод: Изучили процессы деформации и разрушения при сжатии пластичных и хрупких материалов

Определили зависимости между величинами ускорения образца и сжимающего усилия Р.

Определили механических характеристик материалов при сжатии: предела пропорциональности (для пластичного материала), предела прочности (для хрупкого материала) и относительного укорочения образца (для хрупкого материала).

Студент______________ Преподаватель________________

Опыт №3

Изучение наклепа материала

1. Цель работы: Изучение характера изменения механических свойств малоуглеродистой стали при повторном нагружении после пластического деформирования.

2. Размеры образца

Средний диметр d_ср=5.2 мм

Площадь сечения F₀=21.23мм²

Рабочая длина l_раб=4мм

3. Диаграмма растяжения

4. Результаты опыта

Расчетные формулы:

№нагружения	Параметры нагружения
	Рпц,кН	Рт(Р0.2),кН	,мм		,МПа		,%
1	5.4	7.3	2.1	0.25		0.34	3.696
2	5.2	7.3	3.1	0.24		0.34

1. Вывод: Изучение характера изменения механических свойств малоуглеродистой стали при повторном нагружении после пластического деформирования.

Студенты_________________ Преподаватель__________________

Лабораторная работа №2

«Определение модуля нормальной упругости и коэффициента Пуассона»

Опыт №1

1. Цель работы: экспериментальное определение модуля упругости Е и коэффициента Пуассона и сравнение их с табличными значениями.

2. Исходные данные: F=60мм²;∆P=1кН;К=2∙10^-6 – цена единицы дискретности прибора.

3. Результаты измерений.

Раст. усилие Р,кН	Пок. датчика силы	Показания измерителя деформации для 4 тензорезисторов
		1		2		3		4
		nz	∆nz	nz	∆nz	nx	∆nx	nx	∆nx
0,5	50	478	-	772	-	469	-	879	-
1,5	160	424	34	714	58	485	16	894	25
2,5	270	360	64	645	69	505	20	911	17
3,5	380	292	68	573	62	526	21	933	22
4,5	490	-	-	-	-	-	-	-	-
		∆nz=44.37кН				∆nx=11.37кН

4. Расчетные формулы.

Определение приращения продольной и поперечной деформации соответствующие приращению силы ∆Р=1кН

∆ԑ_z=K∙n_zср; ∆ԑ_x=K∙n_xср,

Вычисление модуля нормальной упругости:

,МПа

Вычисление коэффициента Пуассона:

.

Вывод: Экспериментальным путем мы определили модуль упругости Е и коэффициента Пуассона µ и сравнили их с табличными значениями.

Студент_________________ Преподаватель______________

Опыт №2

«Кручение тонкостенных валов»

1. Цель опыта: Экспериментальное определение модуля сдвига (модуля упругости второго рода) при чистом сдвиге.

2. Исходные данные:

Размеры образца:

Наружный диаметр D=0.056м;

Внутренний диаметр d=0.05м;

Расстояние до индикатора: H=0.2м; ∆P=20Н; крутящий момент ∆Т=12Н

3. Таблица измерений

№	h0,мм	∆h,мм	∆hср, мм	∆ⱷ,рад	G,МПа
20	0.11	0.11	0.12	1	10
40	0.2	0.09		2.22
60	0.35	0.15		2.33

4. Расчетные формулы:

, , , .

5. Выводы: После проведения эксперимента мы определили модуль сдвига (модуль упругости второго рода) при чистом сдвиге.

Студент_________________________ Преподаватель___________________

Опыт №3

«Кручение стержней»

1. Цель опыта: Изучение процессов разрушения и деформирования стержней круглого сечения, изготовленных из различных материалов; определяют механические характеристики этих материалов при кручении; исследуют напряженно-деформированное состояние на поверхности скручиваемых образцов.

2. Таблица с размерами образцов

№	Материал	Расчетная длина l,мм	Диаметр, мм
			d1	d2	d3	dср	Тв
1	сталь	119.2	10.5	10.1	9.9	10.17	110
2	чугун	118.8	10.0	10.1	10.0	10.03	50

3. Обработка опытных данных

№	Тв	Тт	Тпц	в	т	пц	max		Вид разрушения
1	110	98.5	76.2	0.449	0.402	0.311	1	0.0426	срез
2	50	43.4	28.6	0.247	0.215	0.141		0.0422	отрыв

4. Расчетные формулы

, ,

5. Диаграмма кручения в координатах

Студент_____________________ Преподаватель______________________

Лабораторная работа №3

«Экспериментальное определение нормальных и касательных напряжений»

1. Цель работы: Ознакомление с тензометрическим методом определения напряжений с использованием тензорезисторов. Экспериментальное изучение распределения по сечению балки нормальных и касательных напряжений в области упругих деформаций.

2. Таблица наблюдений

F, кН	Показания прибора
	1	2	3	4	5	6	7	8
10	2056	1980	2119	2020	1939	2151	1912	2237
30	2090	1999	2121	2001	1910	2150	1888	2232
50	2120	2010	2121	1991	1884	2146	1876	2227

∆F, кН	Приращения показаний прибора
	1	2	3	4	5	6	7	8
20	34	19	2	-19	-29	-1	-24	-5
40	64	30	2	-29	-56	-5	-36	-10

3. Приращение напряжений, Мпа

∆F, кН	Нормальные напряжения						Касательные напряжения
	1	2	3	4	5	6		7	8
20	-34	-19	-10	19	29	0.8		19.2	4
40	-64	-30	-2	29	55	4		28.8	8

4. Эпюры нормальных напряжений

5. Эпюры касательных напряжений

6. Вывод: Ознакомились с тензометрическим методом определения напряжений с использованием тензорезисторов.

Студент________________________ Преподаватель_________________