сопромат лабы

УДК

В издании говорится о значении лабораторных работ при нзуч* НИИ дисциплины «Сопротивление материалов», содержится их перечень, предусмотренный учебным планом для студентов строительных специальностей, описание измерительных приборов, которые используются при выполнении работ, и методы исследования напряженного и деформиров?.аного состояния в элементах конст-

лабораторных работ предусматривает максимально возможную

© М.К Балыкин, В.А ПенЬкевич, В Н Заяц, И.А Голубев, составление, 1999

В в е д е н и е

I l(,)oi раммой дисциплины «Сопротивление материалов» преду- (Mnipiiniiercn параллельно с изучением теоретического материала •11.11И1ЛП011ПС ряда лабораторных работ. Часть этих работ посвящена шучсник) механических свойств материалов, таких как прочность,

iimiciMMiiocTb, жесткость, и их расчетных характеристик. Другая 'иц 1ь ля6о}1аторных работ связана с моделированием, т.е.Уопытной

n|wmcpKolt расчетных формул, полученных теоретическим путем.

Мтссию, что в теории сопротивления материалов делается ряд

\и|1()|11сний и огранинений, вводятдя гипотезы. В результате этого

ииишой и техникой выполнения испытаний образцов и элементов

Лабораторные занятия включают в себя подготовку к опыту, вынимнсиие его, обработку полученных данных и анализ результатов.

1К»Л1Х)Товка к лабораторным работам выполняется студентами <,4мис1оятсльно в домашних условиях. Следует обязательно прорабчшгь 1сорстический материал соответствующего раздела дисципiiMithi по рекомендованным учебникам, конспект)' лекций. Желаюлыи) ознакомиться с содержанием лабораторных работ по любому

доступному пособию к лабораторным работам по сопротивлению материалов. Однако основным руководством к выполнению лабораторных работ является настоящее пособие, так как оно составлено согласно планам организации учебного процесса на кафедре и технической оснащенносга лаборатории испытания матсриалов.

Важным этапом подготовки к лабораторным работам является составление журнала для записи исходных и опытных данных, результатов испытаний Форма журнала приводится в пособии после

Руководствуясь настоящим пособием, студенту необходимо заполнить (по возможности) все пункты подготовленного журнала по

исходным данным (используемые формулы, требования к испыта-

мые записи. Без журнала лабораторныхийработ с внесенными исходными данными студент к выполнению работ не допускается.

нию, испытательная машина и т.д.), делая только самые необходи-

В процессе выполнения лабораторных работ в журнал вносятся опытные данные Обработк этих данных и анализ результатов вы-

щено сложное оборудование с высоким электрическим напряжением, опасным для жизни человека, а 1акже ряд напольных и настольных установок с относительно тяжелыми грузами, которые могут при неумелом обращении привести к травме.

Для предупреждения несчастных случаев студенты обя тны си блюдать следующие основные правила.

1. Выполнять требования преподавателя и з'чебного персонала лаборатории по соблюдению правил техники безопасности.

2. Приступать к выполнению лабораторной работы только после разрешения преподавателя или учебного персонала лаборатории.

3. Запрещается самостоятельно приводить в действие машины, механизмы, нагружать установки.

машины, на которых не выполняется данная лабораторная работа 7. К лабораторным работам допускаются студенты, ознакомлен-

ные с приведенными требованиями под личную подпись В лабораторных работахиспользуются точные высокочувстви-

Р( а =5x10"^ к 1x10'' мм), а для измерения перемещений - стрелочные индикаторы ( а =1x10"' мм). Деформации в материале конструкции,

которые в упругой стадии нагружения очень малы, измеряются тензометрами: механическими и оптическими ( а = 1x10 ' мм) или более чувствительными - электрическими ( а -1x10"' MI.I).

Штангенциркуль

Штангенциркуль применяется для измерения наружных и внутренних размеров образцов и деталей В лабораторной практике используются штангенциркули с пределом измерения до 125 и до 500 мм с точностью отсчета 0,05 и 0,1 мм.

Штангенциркуль (рис. 1 а) состоит из штанги 1, оканчивающейся губками 2 и 3, и свободно передвигаемой по штанге рамки 4 с такими же губками. На штанге 1 имеется шкала с делениями через

ниуса, который окажется совмещенным с каким-либо штрихом

Стрелочный индикатор (рис. 2) предназначен для измерения линейных перемещений отдельных точек образцов, деталей и конструкций, вызванных их деформацией

Состоит индикатор из корпуса 1 со шкалой, подвижного стержня 2, который может перемещаться вдоль своей оси, и головки 3 с контактным шариком. Специальной пружинкой (внутри корпуса) контактный шарик всегда прижат к исследуемому элементу и перемещае^гся вместе с ним. Перемещение стержня преобразуется во вращательное движение стрелок по циферблату.

Шкала малого крута имеет 10 делений, каждое из которых соответствует 1 мм перемещения контактного стержня. Шкала большо-

где V - измеряемое линейное перемещение; Ио - отсчет по индикатору до деформации;

Hi - агсчет по индикатору после деформации; An - приращение показаний индикатора;

- цена деления индикатора

Электротензометры

Тензометры - это приборы, позволяющие измерять весьма малые деформации твердых тел, вызванные дейстрием внешн){х сил За период развития тензометрии создано много типов тензометров - ме- \ан1{ческих, оптических и электрических. В настоящее время наибольшее развитие получила злектротензомстрия

Электрический тензометр - это прибор, измеряющий относи-

и преобразующий ее в тот или иной электрический параметр Различают датчики активного сопротивления, индуктивные, емкост-

ные, фотоэлектрические, пьезоэлектрические и т п В измерительных приборах широкое распространениейполучили датчики актив-

вые). Из них наиболее часто используютсяи проволочные датчики сопротивления (тенэорсзисторы)р

ного сопротивления (проволочные, фольговые и полупроводнико-

Известно, что при растяжении юш сжатии проволоки изменяют- • ся ее геомепрические размеры (длина, пло1цадь поперечного сече-

Проволочный датчик изготавливается из проволоки с большим удельным согфотивлением (константан, нихром и др.) диаметром </=0,02-0,05 мм и представляет собой плоскую петлеобразную решетку с выводами на концах (рис. 3 а). Проволочная решетка приклеивается к тонкой прямоугольной полоске специальной бумаги или пленки толщиной 0,05 мм, служащей для решетки основой

(подложкой) и изолирующей ее от материала испыт>'емой детали. Датчики сопротивления характеризуются базой (длинаУчувст-

(значение активного сопротивления решетки 10-800 Ом). Наи-

вительной решетки 5-100 мм) и номинальным сопротивлениемТ R

большее значение относительной деформации, которуюНможно из-

ент тензочувствительности проволочных датчиков лежит в пределах А"= 1,9 - 2,3.

мерить при помощи датчика, составляет й'тах~0,3 %. Коэффици- Б

Датчик сопротивления, будучи наклеенным на деталь, воспри-

четырех последовательно соединенных датчиков Д|. Д», имеющих сопротивления R1. ..R4, источника питания Е и индикатора И (рис. 3 б)

Известно, чт пр равновесии мостовой схемы, которое выра-

ется на исследуемую деталь, на деформируемую се часть. Этот датчик называется рабочим датчиком (рис. 3 в). Исследуемая деталь и усилитель могут размещаться на некотором расстоянии друг от друга и быть в различных температурных условиях. Поскольку датчики сопротивления чувствительны к изменению температуры, то, чтобы исключить ее влияние на результаты измерения, cnic один датчик соседнего плеча моста (например, Дг) размещается на