Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

сопромат лабы

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
3.95 Mб
Скачать

Выводы

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

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.