сопромат лабы

материалов из

в с е х

х а р а к т е р и с т и к п р о ч н о с т и и

п л а с т и ч н о с т и

можно определить лишь предел прочности

Си = Ny / Ад

и

относительное

остаточное

укорочение

£ , = ( / , - / „ )

100//^.

Для образца из стали вычислить значения предела текучести, а

Т

также максимального напряжения и укорочения, достигн>тых при

испытании.

Н

У

Для образцов из чугуна и древесины

вычислить расчетные со-

Б

противления, приняв коэффициент безопасности по материалу

Испытание образца из стали носит демонстрационный характер

Полезно сопоставить

й

полученное значение максимального напря-

жения со значениями предела текучести и прочности для данного

образца сТц » 360 МПа.

Выводыи

р

В выводах указать на различие в характере поведения пластиче-

ских и хрупких

ов при испытании образцов на сжааие и

растяжение.

т

материалоФорма журнала лабораторной работы № 2

з

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 2

о

ИСПЬП-АНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА СЖАТИЕ

п

е

Цель работы

Р1. Изучить опытную зависимость между усилием сопротивления

Исходные данные

Требования к испытанию (2 строки).

Испытательная машина (2 строки)

Измерительные приборы (2 строки).

Схема образцов до испытания (10 строк);

У

чугунный

стальной

из лрсвссины

Опытные данные

Т

Усилие предела прочности;

Б

а) для чугунного образца;

Н

б) для образца из древесины

й

и

Усилие предела теку'чести стального образца.

Максимальное усилие при сжати обралда из стали

Схема образцов после испытаяия (10 строк);

стально

чугунный

т

рй

из древесины

и

Диаграммы сжатия образцов (12 строк):

з

ста.1и

лрсвссины

о

чугуна

е

Рсз> льтаты испыта>1ня

Р

пХарактеристики прочности и пластичности

пряжении) (2 строки).

Расчетные сопротивления:

У

а) для образца из чугуна (I сптока);

Т

б) для образца из древесины (1 строка).

Н

Выводы (8 строк)

Работу выполнил ...

Работу принял ...

й

Контрольные вопросыБ

ным BtutOM испытания?

и

материал

а необходимо знать для оцен-

1. Какие характеристики

ки пригодности его в конструкции?

о

2. Для каких материалов испытание на сжатие является основ-

т

3. Какой характер нагружения принят при испытании на сжа-

тие?

з

4. Какую форму размеры имеют образцы для испытания на

6. Как происходит разрушение чугунного образца?

сжатие?

и

5. Изобразите диаграмму сжатия чугуна. Чем она отличается от

п

диаграммы растяжения стали?

7. Изобразите диаграмму

сжатия образца из древесины вдоль

волокон, поперек волокон

Каков характер разрушения его?

8.еИзобразите диаграмму сжатия образца из стали. Чем она от-

личается от диаграммы растяжения стали?

Р9. Какие

механические

характеристики хрупких материалов

собность сопротивляться упругому дсформироваипю

Величина

Т

модуля Е зависит от физических свойств материала и определяется

опытным путем.

Н

У

Другой физической постоянной материала является

коэффици-

ент поперечной деформации (Пуассона)

Б

у , харак11;риз>ющий спо-

собность материала к поперечной деформации

Среди допущений, принятых в дисциплине «Сопротивление мате-

й

риалов», имеется предположение, 'гго до определенной величины де-

и

Гука (деформация пропор-

формации материал подчиняется закону

циональна нагрузке), а плоские поперечные сечения элеменга остают-

работ

ся плоскими в процессе деформирования (гипотеза Бернулли)

Цель

ы

и

Ц е л ь н а с т о я щ е ой р а б о т ы - определить опытным пу-

ских сечений.

значени

тем численные

тя модуля продольной упругосги и коэффи-

Для этог стальной

образец подвергается осевому растяжению

о

при напряжениях до предела припорииона.'1ьности В намеченных

п

точках измеряются относительные п(юдольныс и поперечные де-

формации волокон образца.

е

Р

Исходные данные

Т р е б о в а н и я

к и с п ы т а н и ю . Растяжение опытного

жений, превышающих предел пропорциональности: стщах

рг •

И с п о л ь з у е м ы е

ф о р м у л ы

Для выполнения постав-

ленных в работе задач используются следующие формулы;

N

а = — для определения нормальных напряжении

У

Л

Т

в образце,

(3 .1)

Н

сг = £е

- закон Гуна;

(3.2)

Б

v =

для определения коэффициента поперечной

Е

деформации.

й

(3.3)

И с п ы т а т е л ь н а я

м а ш и н а . Для выполнения работы ис-

пользуется

р

с электромеханическим

разрывная машина

а Р-5

приводом,

рычажно-маятниковым силоизмерителем и максималь-

ным усилием в 50 кН.

о

тип

И з м е р и т е л ь н ы е

п

и б о р ы . Для измерения размеров

поперечного сечения образца используется штангенциркуль с це-

и

ной деления 0,05 ил 0,1 мм.

з

Измерения продольнойти поперечной деформаций волокон осу-

о

ществляются датчиками сопротивления (тензорезисторами) с базой

Цен а

единицы показаний измерителя приводится на его шка-

ле, а

е коэффициента тензочу^ствительности К датчиков - в

п

паспорте комплекта датчиков

С х е м а

о б р а з ц а с д а т ч и к а м и Для проведения ис-

значени

пытания принят плоский образец прямоугольного поперечного се-

Рчения, схема которого показана на рис. 3,1. На этом же рисунке

показана схема расположения датчиков в намеченном сечении

I

и

Я,

I

I t

Д,

Д,

•

t

У

г

" Я ,

Ь/-1 I

{ Ь/4 t Ь/4

Т

Рис 3 1

Н

М а к с и м а л ь н а я

д о п у с т и м а и

н а г р у з к а

на обра-

й

зец. Поскольку поставленная в работе цель связана с законом Гу ка,

максимальные напряжения в опытном образцеБне должны

прсвы-

шать предела пропорциональност

арг .

' max

арг^

» 200 МПа .

_ ^inax

и

значени

максимальная допусгимая на-

Из этого условия определяетсяо

з

т

грузка на образец.

Вычислить ее

е и внести в журнал

о

и с п ы т а н и я

При участии преподавателя

П р о в е д е н и е

ботой испытательной машины, ее основных узлов; рассмотреть об-

е

разец с наклеенными датчиками, выделив среди них рабочие и

Р

дат^1ики, овладеть техникой проведения

термокомпенсационныйп

нужно вычесть его значение.при нулевой нагрузке

м обра-

Н

зом, приведенные отсчеты получатся и=Иг"о по всем каналамУИДЦ

и при нулевой нагрузке окажутся равными нулю.

Таки

После этого вычислите приращения нагрузки AF

и приведен-

дущей. Возможны отрицательные значения приращений Подумай-

те, о чем свидетельствует этот фактор.

Б

Затем вычислите среднеарифметические значения приращений

нагр>'зки

и отсчетов Ди^ по всемйдатчикам (индекс т озна-

чает "среднее"). Если

первое значение Ди

заметно отличается

от

о

последующих, то при вычислениисреднеарифметического значе-

исключить

ния An„f

его можно

р.

и

проведите анализ

по-

После выполнения

указанных подсчетов

тов

Дл

по датчикам

1-5 практически одинаковы, что равным при-

отсчето

AF соответствуют равные или почти равные

ращениям нагрузк

приращения

зв Дл.

Г р а ф и к

д е ф о р м а ц и и . Для подтверждения закона Гука

нем

необходимо построить графики зависимости продольной е и по-

перечнойпе' относительных деформаций волокон стержня от уси-

Р

. Так как отсчеты п пропорционгСльны е, график можно

лия N в

построить в осях Nh

п.

Для построения графика выбирается удобно читаемый масштаб:

1:1,

1:2,(1:4),

1:5,

1:10.

«4.7= f(F)

ni.3=f(F)

-n

Т

Puc 3.2

Б

У

Обратите внимание, что отдельные

опытные точки могут не-

сколько отклоняться от прямой. Это обусловлено нсолноролностью

материала и неточностью измерения. Кроме того,Нначальный уча-

й

сток диаграммы может быть нелинейным Hj-:ia на.1ичня зазоров в

механизмах испытательной

и

высокой степени чувстви-

машины

тельности измерительной аппаратуры

По характеру графика можно сделать вывод, подтвержден ли

закон Гука при растяжении

и этом начальный участок диаграм-

мы из анализа исключить).

(пр

т

д е ф о р м а ц и й .

Измеренная

Э п ю р а п р о д о л ь н ы х

продольная деформация во5-ти точках поперечного ссчеиня, выра-

з

позволяет построить

эпюру рас-

женная приращениям отсчетов,

пределения этих деформаций по ширине сечения опытного образца

(рис. 3.3).

о

и

п

е

Р

л,

Д,

Д,

Д.

Рис

3.3

В точках наклейки дашиков

1-5 отложите ординаты, COOIBCICT-

отсчетов по датчикам 1-5.

У

Н

Значение этой величины отложите на эпюре продольнойТдефор-

мации и проведите пунктирную линию.

Сопоставляя на эпюре линию, характеризующую среднюю де-

формацию, с ломаной, проведенной по опытным точкам, сделать

вывод о подтверждении гипотезы плоских сечений.Б

и

Конечно, вследствие погрешност

в измерительной аппаратуре,

р

неабсолютной центровки образца

ийвозможной неоднородности

материала образца ломаная линия не всегда совпадает со средней

Однако эти отклонения

обычн

незначтельны.

Результат

ы испытания

и

з

На каждом конкретном опыте величина нафузки на образец

разной

, но не превышать F«„. Представляет интерес

может быть

п

•''max ~ ^ т а х '

Напряжениее

от ступени нагрузки

Р

Асг = ЛЛ'//4 .

Относительная деформация (продольная и поперечная) по

опытным данным определяется по формуле (3).

Значение относительной продольной деформации е

вычислите,

используя tsn^

(полученное как среднеарифметическое

из прира-

Выводы

У

Т

Сделать заключение: подчиняется ли материал (сталь) закону

Н

Гука при растяжении, подтверждается ли гипотеза плоских сече-

ний? Привести доказательства.

Б

V =0,25. 0,33).

й

и

Форма ж>рнала ^-шбораториой рабогы

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № ^

о

т

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯрПРОДОЛЬНОЙ УПРУГОС'П! И

КОЭФФИЦИЕНТА ПОПЕРЕЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

и

з

Цель работы

1. Определить опытным путем модуль продольной упругости и

п

коэффициент поперечной деформации образца стали.

2. Подтвердитьозакон Гука и гипотезу плоских сечений при рас-

тяжении.

е

Исходные данные

РТребования к испытанию (4 строки)