сопромат лабы
.pdfВыводы
в выводах необходикш дать ответы на вопросы, поставленные задачей исследования: обоснованы ли те допущения, которые приняты в теории при выводе обобщенного уравнения оси изогн>тдй балки, подтверждается ли дифференциальная зависимость между
углом поворота сечения в и прогибом и ; выполняется ли пропор- |
|||||
циональность между прогибом и нагрузкой при плоском изгибе? |
|||||
По пунктам выводов привести доказательства |
Т |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
Форма журнала лабораторнойУработы |
|||
|
|
|
|
Б |
|
|
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 9 |
|
|||
ИССЛЕДОВАНИЕ |
ДЕФОРМАЦИЙ |
ПРИ ПЛОСКОМ ИЗГИБЕ |
|||
|
|
|
й |
|
|
|
|
Цель работы |
|
|
|
1. В намеченных |
р |
определить теоретическим и |
|||
сечениях балк |
|||||
опытным путем углы поворота сечений,и прогибы и сопоставить их |
|||||
значения. |
|
|
|
|
|
2. Построить графйк деформации для указанных сечений балки |
|||||||
и эпюру прогибов. |
|
|
о |
|
|||
3. Подтвердить пропорциональнуют |
зависимость деформации аг |
||||||
нагрузки. |
|
|
и |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
з |
Исходные данные |
|||
|
|
о |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
я к испытанию (4 строки). |
|
|||
|
п |
|
|
|
|
||
Исгюльзуемые формулы (10 строк). |
|
||||||
Опытная установка (4 строки). |
|
||||||
Требовани |
|
|
|
|
|
||
Объект исследования (6 строк). |
|
||||||
Измерительные приборы (4 строки). |
|
||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
Схема опытной балки (20 строк). |
|
90
|
г = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ч4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
И2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
Опытные данные |
|
|
Т |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Таблица опытных данных (1 страница) |
|
|
|
|||||||||||
индикаторы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И,Н |
|
|
||
И, |
|
И: |
|
|
И, |
|
И, |
|
И, |
|
|
Чт |
||
Нагрузка |
|
An |
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|||
F,KH AF, |
Ли |
|
Дл |
Дл |
|
Дл |
|
|
Ли |
Дл |
||||
кН |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
Среди, |
|
и |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Д 2т |
ДлЗТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
чнач. |
з |
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
График деформации (16 строк). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
Результаты испытания |
|
|
|
|
||||||||
Угол поворота опорного(А) сечения при г=0 (5 строк). |
|
|
||||||||||||
Уголеповорота сечения при z=. . м (5 строк). |
|
|
|
|
||||||||||
Перемещения за счет осадки опор: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Ра) сечение |
1 (5 строк); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) сечение 2 (5 строк).
Опытные перемещения (совместно с опорами): а) сечение 1 (2 строки), б) сечение 2 (2 строки).
Опытные прогибы (без осадки опор):
10!
а) сечение 1 (2 строки), б) сечение 2 (2 строки).
Максимальный абсолютный прогиб (3 строки). Максимальный относительный прогиб (3 строки).
Теоретический расчет
|
Схема опытной балки. Эпюры (22 строки) |
У |
|||||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
Уравнения оси изогнутой балки: |
й |
|
|
||||||
|
|
|
|
||||||
а) углов поворота (6 строк), |
|
|
|
|
|||||
б) прогибов (6 строк). |
р |
|
|
|
|
||||
Начальные параметры уравненийи(10 строк) |
|
|
|||||||
Прогибы: |
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
а) сечение |
1 (6 строк); |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
б) сечение 2 (6 строк)о. |
|
|
|
|
|||||
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
Положение сечения с максимальным прогибом (6 строк) |
|||||||||
|
о |
|
Сравнение результатов |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Таблица сравнения результатов |
|
|
|||||
-~~-Дараметры |
|
|
|
|
|
|
|
||
Р |
п |
|
^о.рад вг. рад |
UJ.MM |
|
U2, мм |
|||
|
|
|
Опытные
Теоретические Расхождение, %
Выводы (10 строк)
Работу выполнил Работу принял .
10!
Контрольные вопросы
1.Какими параметрами характеризуется деформация при плоском изгибе?
2.Какие вы знаете методы определения этих параметров?
3.Какие упрощения допускаются в дифференциальном уравнении оси изогнутой балки?
4.Какая существует дифференциальная зависимость междуУпрогибом и углом поворота сечения балки? Т
5.Сформулируйте цель лабораторной работы.
6.Запишите обобщенное уравнение углов Нповорота сечения применительно к исследуемой балке
7.Запишите обобщенное уравнение прогибовБприменительно к исследуемой балке
8.Что характеризуют начальныейпараметры в обобщенном уравнении оси изогнутой балки и как они определяются?
9.Как определить сечение балки, в котором прогиб будет мак-
10. Какие измерительные |
ы используются в настоящей |
лабораторной работе? |
и |
|
11. |
Как по показаниям стрелочного инднкатора вычкслить из- |
|
меренный прогиб? |
прибор |
|
|
||
12. Объясните |
измерения углов поворота сечения. |
|
13. |
Объясните, почему |
после разгрузки опытной балки измери- |
тельные приборы показывают первоначальные отсчеты? |
||
|
принци |
|
14. Какие закономерности вы обнаружили в таблице опытных |
||
данных? |
|
|
15. Какие |
е данные использованы для построения гра- |
|
|
опытны |
|
фика деформации? |
|
|
п |
|
|
16. Какой характер имеет зависимость де(1юрмации от нагрузки |
Ри о чем это свидетельствует?
17. Применимы ли для практики допущения, принятые при выводе обобщенного уравнения оси изогнутой балки?
18. Подтвержда'ется ли опытом дифференциальная зависимость между углом поворота сечения и прогибом?
19. Выполняется ли закон Гука (по деформации) при плоском изгибе?
10!
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 10
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ТЕОРЕМЫ О ВЗАИМНОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Теорема о взаимности перемещений имеет широкое применение при расчете упругих систем Использование ее позволяет снизить объем вычислительных работ
В данном случае теорема формулируется следующим образом:
при численно равных силовых воздействиях на упругую систему |
|
{Fj=f<'2) перемещение точки 1 под действием силы, приложеннойУ |
в |
точке 2, равно перемещению точки 2 под действием силы, прило- |
|||
женной в точке 1. |
|
|
Т |
|
Н |
||
|
Цель работы |
||
|
Б |
|
|
|
|
|
|
Цель лабораторной работы - на модели упругой системы опыт- |
собой балку прямоугольного поперечного сечения с одним защем-
ным путем подтвердить принцип теоремы о взаимности перемеще- |
||||||
|
|
|
|
|
|
й |
ний и сравнить опытные перемещения с теоретическими. |
||||||
|
|
|
|
и |
||
|
|
|
|
|
е данные |
|
|
|
|
р |
|
||
О п ы т н а я |
у с а н |
в к а |
|
настольного типа представляет |
||
|
Исходны |
|
|
|||
|
т |
|
|
|
|
|
ной упругости |
материала |
балки |
|
указано в паспорте установки |
ленным концом, выполненную из стали Значение модуля продоль- |
|||||
Схема |
|
йзбалки приведена на рис. 10.1. |
|||
|
|
о |
сечение 1 |
|
сечение 2 |
|
опытно |
а И , |
|
. И . |
|
|
|
|
|
||
е |
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
А - |
|
|
Fl |
|
F2 |
|
|
|
|
аг |
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис |
10.1 |
10!
Расстояния и Яг в каждом опыте намечаются произвольно Нагружение балки осуществляется при помощи грузов, укладываемых на подвески.
Для измерения п е р е м е щ е н и й намеченных точек опы1 • ной балки используются индикаторы стрелочного типа. Цена деле-
ния «и |
шкалы индикатора указывается на самом приборе. |
|
||||||||||||||
Математическая запись теоремы |
о |
взаимности |
перемещений |
|||||||||||||
имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=^21 . |
|
|
Т |
(10.1) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где Д|2 |
- перемещение точки 1, вызванное силой F^; |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
А21 - перемещение точки 2, вызванное силой F,. |
|
|
||||||||||||||
Для аналитического определения перемещенииНнаиболее удобно |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
||
воспользоваться методом начальных паршчетров. Уравнения линей- |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
консольной балки (рис |
|||
ных перемещений для сечений I и 2 опытно |
||||||||||||||||
10.2) с принятой системой нагр^-жения имеют следующий вид: |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
EI |
ui =EI |
|
о |
|
|
|
+ |
|
|
|||||
|
|
Vo +EI |
eoOi |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
(10.2) |
||
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
EI •V2=EI |
|
з |
|
|
egai+MA |
2 |
- |
^ 6 1 |
6 |
|
||||||
|
VO +El |
|
|
|
||||||||||||
О п ы т |
|
о |
|
|
|
|
в |
следующей очередности. |
|
|||||||
|
|
р |
в о д и т с я |
|
||||||||||||
Р |
п |
|
|
У Oi |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
•1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
И| |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
в) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МА ^^ |
|
а. |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис |
10.2 |
|
|
|
|
10!
Перед началом нагружен ия |
(при |
отсупствии грузов на подвес- |
|||||||
ках) записать начальные показания |
индикаторов |
|
|
|
|||||
Сначала (рис. 10 2а) нагружать |
подвеску !, а перемещения из- |
||||||||
мерять по и н д и к а т о р у З а т е м |
(рис |
10 2^) нагружать подвеску 2, |
|||||||
а перемещения измерять по индикатору И,. |
|
|
|
|
|
||||
Всего в опыте проводится 4-5 ступеней нагружения равными |
|||||||||
грузами Ft^Fi. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поскольку максимальная нафузка на балку выбрана такой, что- |
|||||||||
бы материал ее в процессе опыта оставался |
в упругой стадии де- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
формации, то после снятия нагрузки стрелки индикаторов должны |
|||||||||
возвратиться в исходное положение. |
|
Б |
|
У |
|||||
Опытные данные |
|
|
|
||||||
О б р а б о т к а о п ы т н ы х |
д а н н ы х с в о д иНт с я к в ы ч и с л е н и ю |
||||||||
при];>ащениГ| Д/*' н а г р у з к и |
|
|
|
й |
им п р и р а щ е н и й |
Д/з, |
|||
и с 0 0 1 в е 7 с т в у ю щ и х |
|||||||||
о т с ч е т о в по и н д и к а т о р а м , а |
з а т е м |
х |
с р е д н и х з н а ч е н и й |
|
Д/'),, и |
. |
|||
|
р |
|
|
|
|
внимание на |
|||
При анализе табличных данных следует обратить |
закономерности возрастания опытных величин по колонкам и дать |
|||||||||
им объяснение. |
|
|
о |
и |
|
|
|||
Опытные |
|
|
я Результатлинейных |
перемещений |
намеченных точек |
||||
|
|
|
|
и |
|
ы испыгания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
значени |
|
|
|
|
|
||
балки, т.е. |
прогиб |
цо,,)» |
и |
определяются по с}>едним значени- |
|||||
|
|
ы |
|||||||
ям показаний индикаторов |
|
с учетом цены их делений |
а „ |
||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
||
е |
|
|
|
|
« и . |
^21 ='^2(оп) |
«и |
||
^12 ^t^Kon) |
|
||||||||
|
|
|
|
Аналитический расчет |
|
|
|||
РДля вычисления линейных перемещений (прогибов) |
и i и с 2 в |
||||||||
опытной балке необходимо составить независимые расчетные схе- |
|||||||||
мы для обоих случаев нагруя^ения (по аналогии с рис |
10 2) и ис- |
||||||||
пользовать формулы (10 2). |
|
|
|
|
10!
Сравнение результатов опыта
Сравнить между собой значения опытных перемещений, полученных по обеим схемам нагружсния (и коп) и U2(on)), а также эти перемещения с теоретическими и i и и 2 Установить расхождение величин в процентном отношении.
Выводы |
У |
В выводах дать ответы на вопросы, обусловленныеТцелью работы: выполняется ли экспериментально теорема о взаимности перемещении; хорошо ли согласуются опытные значения перемещений
сечений балки с теоретическими |
|
|
Н |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Форма журнала лаборатор1ЮЙ работы |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 10 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ТЕОРЕМЫ О ВЗАИМНОСТИ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
ПЕРЕМЕЩЕНИЙ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цель работы |
|
|||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
1, Подтвердить опытным п^тем теорему о взаимности переме- |
||||||||||
щений. |
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
2. Сравнить опытные значения перемещений с теоретическими |
||||||||||
|
|
о |
|
Исходные данные |
|
|||||
|
п |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
а опытной установки (15 строк). |
|
||||||||
Схем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объект исследования (5 строк) |
|
|
|
|||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерительные приборы (3 строки). |
|
Используемые формулы (9 строк).
10!
|
|
|
|
|
|
Опытные данные |
|
|
|
|||
|
|
Таблица опытных данных (0,5 |
страницы) |
|
||||||||
Нагрузка на fli |
|
|
Отсчегы по Из |
|
Нагрузка на По |
Огсчеш по И| |
||||||
Fi . H |
AF, , П |
|
«2 |
|
|
|
И |
AFj, Н |
"1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
Среднее |
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cpcwice |
Б |
|
|
||
|
|
|
|
^гт |
Результаты испытаний |
|
|
|||||
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
р |
|
|
|
|
|
Опытные значения перемещений сечений 1 и 2 (4 строки). |
||||||||||||
|
|
|
|
|
и |
|
|
расчет |
|
|
||
|
|
|
з |
Теоретическийо |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Расчетные схемы опытной балки (15 строк). |
|
|
||||||||||
Значения теоретических перемещений сечений 1 и 2 (8 сгрок). |
||||||||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сравнение результатов опыта (4 строки). |
|
|
|
|||||||||
е |
|
|
|
|
Выводы (4 строки) |
|
|
|
Рабсггу выполнил ...
Работу принял . .
Котрольные вопросы
1 Что называют перемещением?
2. Какие виды перемеи1еннй возникают в нагруженном геле при его деформации?
98
10!
3. Какие связи существуют между нагрузками и перемещениями?
4. Перечислите известные аналитические методы определения перемещений в балках.
5. Как формулируется теорема о взаимности перемещений?
6. Какова принципиальная схема опытной проверки теоремы о взаимности перемещений?
7. Какой вид имеет установка для проведения опытов?
8. Какой вид сопротивления испытьгвает опытный стержень?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
9. Какими свойствами должен обладать опытный стержень? |
|||||||||||
10. |
Какой порядок проведения опыта при выполнении этой ла- |
||||||||||
бораторной работы? |
|
|
|
|
Н |
У |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
11. В каком порядке проводится магружение опытного стержня? |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
12. Каков порядок определения перемещений в опыте? |
|
||||||||||
13. |
Какой вид перемещения измеряли в опыте? |
|
|
||||||||
14. |
Какими приборами измеряли перемещения? |
|
|
||||||||
15. |
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
Как определить предельно допустимую нагрузку на опыт- |
|||||||||||
17. |
Каким аналитическим методомнеобходимпользовались при опредеяе- |
||||||||||
ный стержень? |
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
||
16. |
Какое основное условие |
о соблюдать при опыт- |
|||||||||
ной проверке теоремы о взаимности перемещений? |
|
|
|||||||||
|
|
Л а б о р а |
ор |
н а я р а б о т а № 11 |
|
|
|||||
нии перемещений? |
|
т |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
БАЛКИ |
|
ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМОЙ |
|||||||||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При расчете статически неопределимых систем для раскрытия |
|||||||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
необходи- |
|
статической неопределимости кроме уравнений сгатики |
мо составить дополнительные уравнения, основанные на переме- Рщениях системы. Они составляются несколькими способами Основными из них являются уравнения метода начальных параметров (для балок) и универсального метода Мора Названные методы определения перемещений построены на некоторых допущениях. О них указывалось в лабораторной работе № 9.
Цель работы
Цель работы - подтвердить достоверность расчета статически неопределимых балок с применением jpaBHCuHH перемещений.