9.2. Перевірка й опрацювання результатів досліду

Випробування проводять на УИМ-35.

Дослід проводять на металевій балці двотаврового перерізу зі схемою завантаження – випадок чистого згину (рис. 9.1).

Напруження досліджують у перерізі k –b , розташованому на ділянці CD балки. Спочатку визначають теоретичні значення нормальних напружень у намічених волокнах перерізу балки (волокна на яких розміщені тензодатчики рис. 9.2) за формулою, деМ – максимальний згинальний момент, який відповідає прийнятому навантаженню F для випадку чистого згину, М=Fа; I_x – момент інерції всього перерізу відносно головної осі x–x; y – відстань від нейтрального шару (або осі x–x перерізу) до аналізованого волокна, в якому визначається теоретичне значення напружень.

Рис. 9.1. Схема навантаження балки

Рис. 9.2. Схема розміщення тензодатчиків

Теоретичні значення нормальних напружень:

1. Для найвіддаленіших розтягнутих волокон y_1-2 .

2. Для найвіддаленіших стиснутих волокон y_3-4 .

3. Для проміжних розтягнутих волокон y_5-6 .

4. Для проміжних стиснутих волокон y_7-8 .

За одержаними значеннями будують теоретичну епюру нормальних напружень. Для визначення дослідних значень нормальних напружень у волокнах 1–2, 3–4, 5–6 і 7–8 вимірюють деформації тензорезисторами, наклеєними в точках 1, 2, З, 4, 5, 6, 7, 8 перерізу балки (рис. 9.2). Для цього, завантажуючи балку рівними ступенями, щораз знімають відліки приладів і заносять у журнал спостережень.

Опрацьовуючи результати досліду, визначають відносні деформації ε₁…ε₈. Потім, скориставшись формулою закону Гука (оскільки експерименти проводилися в межах пружності) , визначають дослідні значення нормальних напружень при поперечному згині.

Оформлення лабораторної роботи закінчують побудовою дослідної епюри і відповідними висновками.

9.3. Висновки

1. Дослідні значення нормальних напружень відповідають теоретичним, що і є підтвердженням справедливості формули .

2. Напруження по перерізу розподіляються за законом площини, що підтверджує гіпотезу Нав’є.

Лабораторна робота № 10

ВИЗНАЧЕННЯ СТРІЛИ ПРОГИНУ І КУТІВ ПОВОРОТУ ПРИ ЗГИНІ СТАЛЕВОЇ БАЛКИ ДВОТАВРОВОГО ПЕРЕРІЗУ, ВІЛЬНОЛЕЖАЧОЇ НА ДВОХ ОПОРАХ (ВИПАДОК ЧИСТОГО ЗГИНУ)

Мета роботи: експериментально перевірити виведені теоретично формули для визначення стріли прогину і кутів повороту опорних перерізів балки.

10.1. Загальні відомості

Випробування проводять на пресі потужністю 600 кН. Досліджується сталева двотаврова балка, завантажена двома силами. На рисунку 10.1 показано схему завантаження балки.

Рис. 10.1. Схема навантаження балки

Стрілу прогину вимірюють індикатором годинникового типу, а кути повороту опорних перерізів – дзеркальним приладом.

На рисунку 10.2 показана схема установки вимірювальних приладів під час проведення досліду.

Рис. 10.2. Схема установки вимірювальних приладів

10.2. Визначення вихідних розрахункових даних

1.  Виписують із таблиць сортаменту момент опору W_x і момент інерції І_х.

2.  Визначають навантаження, що відповідає границі пропорційності сталі, при = 200 МПа.

Із залежності виходить, що.

3. Для досліду приймають навантаженні F = 37,5 кН (3750 кг), показання на шкалі силовимірювача – 2∙F =75 кН (7500 кг).

4. Розрахункова стріла прогину для прийнятого навантаження визначається за формулою , м, деF – прийняте навантаження, МН; а – відстань від сили до найближчої опори, м; l –розрахунковий проліт балки, м; Е – модуль пружності, Е = 2∙10⁵ МПа; I_x – момент інерції перерізу балки, м⁴.

5. Теоретичний кут повороту опорного перерізу, рад: .