Контрольные вопросы

1. Расскажите, в чем заключается явление потери устойчивости сжатого стержня.

2. Дайте определение, какую величину сжимающей силы называют критической.

3. Поясните, как влияет на величину критической силы изгибная жесткость поперечного сечения стержня, длина стержня.

4. Объясните, как влияет характер закрепления концов сжатого стержня на величину критической силы.

5. Поясните, каковы пределы применимости формулы Эйлера.

6. Покажите, по какой формуле определяется гибкость стержня. Для чего необходимо определять эту величину?

7. Дайте определение, что называется предельной гибкостью. Как она определяется?

8. Расскажите, как при испытаниях сжатых стержней экспериментально определить величину критической силы?

Лабораторная работа № 6. Определение осадки пружины при ударном нагружении

Литература: [1. § 17.3]; [2. §150-152]; [3. § 13.5].

Цель опыта – экспериментально проверить справедливость теоретической формулы для определение динамического коэффициента при ударе.

Содержание опыта

Для винтовой цилиндрической пружины экспериментально и теоретически определить осадку пружины при ее ударном нагружении.

Схема экспериментально установки приведена на рис. 25.

Установка включает в себя: ударяющий груз 1, направляющий шток 2, шайбу 3 для крепления указателя осадка, пружину 4, указатель осадки 5, измерительную линейку 6.

Исходные данные: материал пружины и его физико - механические характеристики (модуль сдвига G, предел пропорциональности τ_пц, наружный диаметр пружины (D), диаметр проволоки (d); расчетный радиус пружины (R = (D – d)/2), число витков пружины (n), вес груза (Р)).

Указания по выполнению опыта

Перед проведением опыта необходимо определить осадку пружины

.

И наибольшую высоту падения груза H_max, при которой напряжения τ_max, возникающие в пружине, равны пределу пропорциональности τ_пц. Напряжения τ_max следует определять без учета среза, а динамический коэффициент – по приближенной формуле

.

Указатель 5 устанавливается в исходное положение, и груз Р опускается с заданной высоты h. Операция повторяется не менее трех раз для усреднения результатов опыта. На измерительной линейке 6 определяется величина осадки пружины λ_Д^ОП при ударе (падении груза Р с заданной

Рис. 24. Схема к работе № 6.

высоты). Опыт проводится при падении груза Р с трех-четырех высот, отличающихся друг от друга на 20-30 см.

Теоретическое значение осадки пружины при ударном нагружении λ_Д^Т определяется по зависимости λ_Д^Т = λ_СТ ∙К_Д, где динамический коэффициент может быть вычислен либо приближенно, либо точно:

; (а)

; (б)

. (в)

Результаты опытов и расчетов и расчетов заносятся в табл. 10.

Таблица 10

Высота h, см	Осадка пружины, см				Расхождение, %
	λДОПср	λДТ
		λСТКД(а)	λСТКД(б)	λСТКД(в)	η(а)	η(б)	η(в)