1.1. Загальні відомості

Вихідним положенням для визначення модуля поздовжньої пружності Е є закон Гука, що виражається формулою

. (1.1)

З формули (1.1) модуль поздовжньої пружності . Таким чином, для визначення модуля поздовжньої пружностіЕ необхідно знати значення σ і ε.

Нормальне напруження а визначається з відношення , де ΔF –значення прийнятого в досліді одного ступеня навантаження; ΔА – площа поперечного перерізу випробовуваного зразка.

Відносні лінійні деформації ε (поздовжню) та ε^‘ (поперечну) вимірюють тензодатчиками Т-1 і Т-2 (наклеєними вздовж осі зразка), а також Т-3 і Т-4 (наклеєними перпендикулярно до осі зразка (див. рис. 1.1)).

Тензодатчики являють собою константановий (або ніхромовий) дріт діаметром 35...50 мкм, наклеєний на паперову або плівкову основу (рис. 1.2, а). Паралельні ділянки дроту утворюють базу датчика. Датчики наклеюють на випробовуваний елемент клеєм БФ-2.

При деформації випробуваного елемента деформується і решітка датчика. Відбувається розтяг або стиск дроту датчика, а отже, й зміна його омічного опору.

Зміна опору датчика реєструється спеціальним електронним приладом – вимірювачем деформацій (АИД-2М), де зміна опору перетворюється в деформації.

Робота вимірювачів деформації основана на властивостях моста Уітстона (рис. 1.2, б). Відомо, що при виконанні умови різниця потенціалів у точках 1 і 2 дорівнює нулю – міст урівноважений.

При зміні, наприклад, опору R_A, яким є тензодатчик, між точками 1 і 2 з’являється різниця потенціалів. Міст стає неврівноваженим. Різниця потенціалів подається на вимірювальний прилад (ВП), у якому сигнал посилюється і перетворений передається на електродвигун (ЕД). ЕД за допомогою сполученого з ним резистора R₁ виводить міст у рівновагу. З ЕД сполучені також стрілки шкали, переміщення яких у кінцевому рахункові залежить від зміни опору R_A. Шкала приладу відтарована в одиницях відносної деформації ε. Ціна поділки шкали – 1×10^-5 одиниць відносної деформації.

а)

б)

Рис. 1.2. Основи тензометрії:

а) будова тензодатчика;

б) резисторний міст Уітстона

Рис. 1.1. Схема розміщення тензодатчиків

При вимірюванні деформацій можуть бути використані й інші марки приладів такого ж принципу дії, наприклад ИДЦ-1 (вимірювач деформацій цифровий).

За нормами і технічними умовами проектування сталевих конструкцій, модуль поздовжньої пружності для прокатної сталі й сталевого листа всіх марок Е=210000МН/м² =2,1×10^-5 МН/м².

1.2. Визначення вихідних даних

1. Обміряти прийнятий для досліду зразок (рис. 1.3).

2. Прийняти границю пропорційності σ_pr = 200 МН/м².

3. Навантаження, що відповідає границі пропорційності, визначити за формулою.

Рис. 1.3. Розміри дослідного зразка

1.3. Проведення досліду

1. Закріпити в затискувачах машини випробовуваний зразок.

2. Навантажити зразок першим ступенем навантаження F₁ = 10 кН (1000 кг).

3. Зробити перший відлік за всіма тензодатчиками. Відліки записати в журнал спостережень. Далі збільшувати навантаження до прийнятого значення F рівними ступенями по ΔF і відповідно до кожного ступеня знімати відліки, заносячи їх у журнал спостережень.

4. Знявши останні відліки при прийнятому навантаженні F_P, розвантажити зразок до початкового навантаження F₁. Звірити відліки за всіма тензодатчиками із записаними в журналі для навантаження F₁. У випадку значної розбіжності контрольних відліків із початковими дослід варто повторити.