Лабораторная работа № 13

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИИ КОНСОЛЬНОЙ БАЛКИ

ПРИ КОСОМ ИЗГИБЕ

Цель работы: экспериментальное определение прогиба свобод­ного конца консольной балки при косом изгибе с последующим сравне­нием опытных и теоретических данных, а также подтверждение принци­па независимости действия сил.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Изгиб называется косым, если плоскость действия изгибающего момента в данном поперечном сечении проходит через центр тяжести сечения, но не совпадает ни с одной из главных плоскостей инерции этого сечения. При косом изгибе плоскость де­формации не совпадает с плоскостью действия сил.

При вычислении деформаций и напряжений косой изгиб рассматривается как сочетание двух плоских изгибов в главных плоскостях балки. При этом, с помощью принципа независимости действия сил, деформация при косом изгибе балки определится как геометрическая сумма его состав­ляющих f_y и f_z в направлении главных соей сечения y и z.

Положение плоскости изгиба определяется отношением

где I_y, I_z - главные моменты инерции сечения;

 - угол наклона плоскости нагрузки к оси;

 - угол наклона плоскости полного изгиба к оси.

Рис.1. Схема косого изгиба

ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ

Лабораторная работа выполняется на установке СМ8М. В качестве образца используется стальная консольная балка прямоугольного профиля. Нагружение балки осуществляется с помощью специальной подвески которая может перемещаться вдоль ее оси. Изменение угла наклона плоскости нагружения к главным осям инерции сечения осуществляется с помощью поворотного устройства; при этом балка поворачивается вокруг своей продольной оси.

Рис. 2. Схема измерения деформации; 1-образец; 2-подвеска с грузом; 3-индикатор для измерения вертикальной деформации; 4-индикатор для измерения горизонтальной деформации.

Измерение деформаций балки производится отдельно в горизонтальной и вертикальной плоскости двумя индикаторами часового типа.

Для визуального наблюдения деформации установка снабжена экраном с прямоугольной сеткой.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТЫ

1. Соглаcно исходным данным (плечо нагрузки, угол поворота сечения образца ), указанным преподавателем составить расчетную схему.

2. Измерить поперечное сечение образца

3. Установить индикаторы и поставить их стрелки в нулевое положение.

4. Давая одинаковые приращения нагрузки Р, сделать 3…4 нагружения образца. Нагрузка не должна превышать 49 Н. (приблизительно 5 кгс).

5. После каждого нагружения регистрировать по шкалам индикаторов величины приращений составляющих полного прогиба свободного конца балки в горизонтальном и вертикальном направлениях. Здесь нужно обратить внимание на линейную зависимость деформации от нагрузки.

6. После окончания опыта образец необходимо разгрузить.

7. Вычислить среднее арифметическое значение величины приращений составляющих полного прогиба в вертикальной и горизонтальной плоскостях в процессе опыта по формулам:

; ,

где n – количество опытов,

и приращение полного прогиба

8. Определить положение плоскости изгиба по формуле:

Произвести теоретический расчет прогиба свободного конца в направлениях главных осей сечения от действия сил .

Для определения прогибов можно воспользоваться правилом Ве­рещагина. Полный прогиб определяется по формуле:

9. Расхождение между опытными данными и теоретическими вычислениями определится:

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ			ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ
Деформации. мм			Деформации
Верти-кальный	Горизон-тальный	Суммарная	Верти-кальный	Горизон-тальный	Сумма
Погрешность

ВЫВОДЫ

На основании сопоставления опытных и теоретических данных сделать вывод о степени достоверности формул. Несовпадение результатов не должно превышать 5-10%.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется косым изгибом

2. По какой формуле определяется нормальные напряжения при косом изгибе?

3. Сочетанием каких видов изгиба является косой изгиб?

4. Какие величины определяются в данном опыте индикаторами?

5. По какой формуле определяется положение плоскости изгиба?