8.2. Визначення вихідних розрахункових даних

1. Заміряти прийняту для досліду пружину. Визначити радіус витка пружини R і радіус поперечного перерізу її витка r у сантиметрах.

2. Визначити теоретичне значення модуля пружності при зсуві, виведене з розгляду випадку чистого зсуву:

, (8.3)

де Е – модуль поздовжньої пружності першого роду (для сталі Е = 2,1·10⁵ МПа); ν =0,27...0,30 – коефіцієнт Пуассона.

3. Міцність пружини розрахована на повну її деформацію, тобто на стиск її виток до витка. Для досліду прийняте повне навантаженню F = 20кН (2000 кг), зручне для проведення досліду, що відповідає деформації, рівній 3 мм.

8.3. Проведення досліду

Дослід проводять на універсальній машині потужністю 500 кН (50000 кг). Деформації пружини замірюють двома індикаторами для усунення впливу можливого позацентрового прикладення сили і пов’язаного з ним перекосу.

Послідовність проведення досліду:

1. Закріпити тримачі індикаторів і опор (див. схему установки вимірювальних приладів) на двох суміжних витках пружини в двох діаметрально протилежних точках витків.

2. Встановити пружину на траверсу випробувальної машини, перевірити справність машини, ввімкнути вимикач і стиснути пружину попереднім навантаженням 10 кН (1000 кг).

3. Закріпити індикатори в тримачі. Гвинтом тримача опори підігнати показання стрілки обертів і стрілки циферблата на кожному індикаторі на нуль.

4. Збільшити навантаження вручну рівними ступенями ΔF =2,5 кН (250 кг) до F = 20 кН (2000 кг) і після кожного збільшення навантаження записати в журнал спостережень показання з індикаторів у графи А₁ та А₂.

5. Зняти навантаження до попередньої F = 10 кН (1000 кг). Обидві стрілки індикаторів повинні бути на нулі. Зняти індикатори з пружини. Розвантажити пружину й зняти її з випробувальної машини.

8.4. Опрацювання даних досліду. Висновки

За зробленими в журналі записами підрахувати напівсуми відліків (графа ) і в графу Δλ занести різниці двох суміжних напівсум відліків. Підрахувати середнє значення різниць напівсум відліків Δλ_ср.

Визначені таким підрахунком абсолютні осадки пружини відповідають дії сили, рівній одному ступеню ΔF =2,5 кН (250 кг).

Повна осадка пружини λ, що відповідає повному навантаженню F = 20 кН (2000 кг), визначається добутком Δλ_ср·8.

За формулою (8.2) визначити дослідне значення модуля пружності. Порівняти дослідне значення модуля пружності другого роду з теоретичним, одержаним за формулою (8.3).

Зробити висновок про збіжність результатів і прийнятих припущень при виведенні формули (8.1).

Перевірити діюче дотичне напруження в пружині при F = 20 кН (2000 кг) за формулою ,. Матеріал пружини Ст6, для якогоМПа.

Лабораторна робота № 9

ДОСЛІДЖЕННЯ НОРМАЛЬНИХ НАПРУЖЕНЬ ПРИ ЗГИНІ ВІЛЬНОЛЕЖАЧОЇ НА ДВОХ ОПОРАХ СТАЛЕВОЇ БАЛКИ ДВОТАВРОВОГО ПЕРЕРІЗУ

Мета роботи: перевірити справедливість формули нормальних напружень при згині, вивчити розподіл їх по перерізу (перевірити гіпотези Нав’є) і порівняти експериментальні дані з теоретичними.

9.1. Загальні відомості

Брус, який сприймає згинаючі навантаження, називають балкою. При згині бруса волокна з випуклої сторони працюють на розтяг, а з увігнутої – на стиск. Шар, що лежить на межі розтягнутих та стиснутих волокон і не змінює своєї довжини, називається нейтральним. Чистим називається згин балки або її ділянки, при якому згинальний момент по всій довжині балки (або ділянки балки) постійний, а поперечна сила рівна нулю.