Лабораторная установка

Для выполнения работы используется экспериментальная установка, показанная на рис.39,а. На станине установлена стойка 1. Тонкостенная труба 2 жестко защемлена одним концом в этой стойке, а на свободном конце имеет рычаг 3 с подвесками 4 для грузов 5. На рабочем участке труба обточена для уменьшения толщины стенки.

Если трос левого подвеса перекинуть через блок 6, то сила, приложенная к рычагу, будет направлена вверх.

С помощью грузов на данной установке можно создавать три вида нагружения вала:

изгиб – два равных груза (рис.39,б) дают равнодействующую, приложенную в плоскости главной центральной оси поперечного сечения вала;

кручение – две равные силы образуют пару сил, создающую в валу крутящий момент (рис.39,в);

изгиб с кручением – различные по величине грузы (рис.39,г) приводятся к равнодействующей, расположенной вне плоскости главной центральной оси сечения вала; в результате вал испытывает изгиб и кручение.

На рабочем участке на расстоянии l от свободного конца наклеены тензодатчики по схемам, показанным на рис.38.

Порядок выполнения работы:

За 15 минут до начала измерений включить тензостанцию для прогрева. После прогрева выставить на нуль показания всех тензодатчиков.

Испытания на изгиб

1. Измерить геометрические размеры рабочего участка вала D и d, а также плечи установки a и l.

2. Рассчитать и сечения вала.

3. Нагрузить вал по схеме рис.39,б двумя одинаковыми силами F и снять показания тензометров 2 , 6 и 4,8. Тензометры 2 и 6 наклеены в зонах максимального растягивающего и сжимающего изгибных напряжений . Тензометры 4 и 8 – на нейтральной оси. Значение коэффициента дает преподаватель.

4. По зависимости (29) определить величины деформаций, а по формуле найти экспериментальные значений изгибных напряжений.

5. По первой формуле (27) рассчитать теоретические значения изгибных напряжений в точках, наиболее удаленных от нейтральной оси. Изгибающий момент равен .

6. Сравнить экспериментальные и теоретические значения изгибных напряжений.

7. Экспериментальные и расчетные данные занести в таблицу.

F, Н

Ми, Нм

А2

А4

А6

А8

э2

э4

э6

э8

т2

т4

т6

т8

МПа

Испытания на кручение

1. Нагрузить вал по схеме рис.39,в крутящим моментом .

2. Снять показания тензодатчиков 1,2,3 и 5,6,7. Показания датчиков 2 и 6 должны быть равны нулю.

3. По формулам (30) и (31) определить экспериментальные значения главных напряжений.

4. Найти экспериментальную величину касательных напряжений при кручении вала по зависимости:

.

5. Рассчитать теоретическое значение касательного напряжения ^т на поверхности вала по второй формуле (27).

6. Сравнить экспериментальное и теоретическое значения касательных напряжений.

7. Экспериментальные и расчетные данные занести в таблицу.

F, Н

Мк, Нм

А1

…

А7

1

2

3

мах

min

эmax

эmin

э

т

МПа