Ответы на контрольные вопросы

1. Измениться ли относительная деформация в контролируемых точках сечения, если при прочих равных условиях изменить базу измерения.

Ответ: Относительная деформация не изменится при изменении базы измерений.

2. Определите величину сжимающего усилия N, при котором напряжения в ветви №1 достигнут расчетного сопротивления стали по пределу текучести.

Ответ:

3. Как будет выглядеть эпюра напряжений, если усилие приложить по оси симметрии сечения? Где будет проходить нейтральная ось?

Ответ: Когда сила приложена на оси симметрии

Рис. 16

4. Как определяется положение нейтральной оси?

Ответ:

5. Найдите показания тензометра Гугенбергера с базой 50 мм в делениях, при которых напряжение в стали С245 достигнет расчетного сопротивления по пределу текучести.

Ответ:

6. Как изменяется разность отсчетов, относительные деформации и напряжения по сравнению с данными таблицы 4, если при прочих равных условиях фрагмент колонны будет изготовлен из алюминиевых сплавов?

Ответ: Разности отсчетов и относительные деформации увеличатся, т.к. алюминий более деформативен; напряжения не уменьшатся.

Лабораторная работа №4

Испытание стальной сварной фермы.

Цель работы: определить экспериментальным путем значения напряжений и усилий в стержнях фермы и сравнить их с найденными теоретическими; определить опытные и теоретические значения прогибов фермы в середине пролета; сделать выводы о действительной работе фермы.

Схема испытания фермы

Стальная ферма установлена на специальном стенде. Пролет фермы l=2860 мм, а высота h=280 мм. Параллельные пояса выполнены из неравнополочных уголков широкими полками врозь, а решетка – из равнополочных уголков.

Наименование стержней, расположение сечений и нагрузки приведены на рисунке 17.

Рис. 17 Геометрическая схема фермы

Нагружение фермы производится сосредоточенной нагрузкой Р, прикладываемой к центральному узлу нижнего пояса фермы гидродомкратом. Нагрузка контролируется манометром с ценой деления 1,5 кН.

Деформации в сечениях а, б, в, г … фиксируются проволочными петлевыми тензорезисторами базой 20 мм тензостанцией с автоматической блокировкой моста Уитстона ЦТМ-5.

Перемещения приборных участков, а также нижнего пояса фермы в середине ее пролета определяются по показаниям прогибомеров 6ПАО. Материал стержней — профильная сталь С245 (,).

Геометрические характеристики сечений фермы даны в табл. 7, а характеристики стержней фермы в табл. 8.

Геометрические характеристики сечения

Таблица 7

№ пп	Элементы	Профиль сечения	A0, см2	ix, см	iy, см	z0, см
1	Верхний и нижний пояса	4,5x2,8x0,3	2,14	0,79	0,79	0,64
2	Опорный раскос	3,2x0,3	1,86	0,97	0,97	0,89
3	Сжатые и растянутые элементы решетки	2,0x0,3	1,13	0,59	0,59	0,60

Характеристики стержней

Таблица 8

Стержни	li,см	Ai, см2	li/Ai, см-1	N1i, кН	Ni, кН	N1iNili/Ai, кН/см
О2	35,75	4,28	8,35	-1,28	-19,20	205,28
О3	35,75	4,28	8,35	-1,28	-19,20	205,28
О4	35,75	4,28	8,35	-2,60	-39,00	846,97
Д1	45,41	3,72	12,21	-0,80	-12,00	117,19
Д2	45,41	2,26	20,09	0,80	12,00	192,89
Д3	45,41	2,26	20,09	-0,80	-12,00	192,89
Д4	45,41	2,26	20,09	0,80	12,00	192,89
И1	71,50	4,28	16,71	0,64	9,60	102,64
И2	71,50	4,28	16,71	1,92	28,80	923,75
V3	28,00	2,26	12,39	0,00	0,00	0,00
					∑	2979,79

Показания приборов

Показания прогибомеров

Таблица 9

№ пп	Нагрузка P, кН	Отсчеты и разности x 0,01 мм
		П-1			П-2			П-3
		C	ΔC	C		ΔC	C		ΔC
1
2
3
Средние разности, мм

Прогиб фермы по экспериментальным данным:

Теоретический прогиб фермы:

Расхождение между теоретическим и экспериментальным прогибом фермы:

Нагрузка P, кН

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

Т7

Т8

Т9

Т10

Т11

Т12

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

0

15

0

ΔCiср

εi

σi=Е∙εi, Мпа

Т13

Т14

Т15

Т16

Т17

Т18

Т19

Т20

Т21

Т22

Т23

Т24

Т25

Т26

Т27

Т28

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

C

ΔC

Показания тензорезисторов Таблица 10

Сравнение теоретических и экспериментальных напряжений

Таблица 11

№ пп

Элементы фермы

Стержни

Сечение

Средние напряжения, МПа

Осевые усилия, кН

Расхождение, %

Nэ

Nт

1

Верхний пояс

О2

а

σ1-2=

О4

б

σ3-4=

2

Нижний пояс

И1

в

σ5-8=

И2

г

σ9-12=

3

Опорный раскос

Д1

д

σ13-16=

Д1

е

σ17-18=

Д1

ж

σ19-20=

4

Раскосы

Д2

з

σ21-22=

Д3

и

σ23-24=

Д4

к

σ25-26=

5

Стойка

V3

л

σ27-28=

Рис. 18 Диаграмма усилий Максвелла-Кремоны для фермы от Р=1 кН

Рис. 19 Положение нейтральной оси.

Вывод: