4. Порядок выполнения работы

4.1. Определите геометрические характеристики балки (длину и раз­меры поперечного сечения).

4.2. Загрузите балку нагрузкой q до появления в стенке волн выпучи­вания. Определите критическую равномерно распределенную на­грузку q_cr.

4.3. Проанализируйте форму потери местной устойчивости стенки. Определите направление и угол наклона полуволны, выявите, от каких напряжений произошла потеря местной устойчивости стенки балки.

4 .4. Определите размеры полуволны b, S, стрелу наибольшего выгиба стенки А и выгиб стенки А_XY, в т.ч.

Результаты в табл. 2.

Таблица 2.

Результаты испытаний балки

№ п/п	Балка	Диаметр поршня, d, м	Давление масла в домкрат р, Н/м2	Критическая сила Fcr, Н	Крит. равн. распр. нагрузка qcr, Н/м	Размеры полуволн, м		Выгиб стен­ки А, мм
						b	S	max	т.1	т. 2
1	0,1	0,076	10*10^5	4534,16	3641,90	0,05	0,05	0,20	0,00	0,00
2	0,2	0,076	11*10^5	4987,58	4006,09	0,11	0,12	0,50	0,20	0,20
3	0,3	0,076	5*10^5	2267,08	1820,95	0,12	0,26	0,70	0,50	0,50
4	0,4	0,076	4*10^5	1813,66	1456,76	0,13	0,28	0,90	0,40	0,40
5	1,2	0,076	2*10^5	906,83	728,38	0,15	1,00	3,00	2,00	2,00

Расчеты

F=A_n*P=π*D^²*P/4

F₁=3,14*(0,076)^²*10*10^⁵/4=4534,16 H

F₂=3,14*(0,076)^²*11*10^⁵/4=4987,58 H

F₃=3,14*(0,076)^²*5*10^⁵/4=2267,08 H

F₄=3,14*(0,076)^²*4*10^⁵/4=1813,66 H

F₅=3,14*(0,076)^²*2*10^⁵/4=906,83 H

q=F/l

q₁=4534,16/1,245=3641,90 H/м

q₂=4987,58/1,245=4006,09 H/м

q₃=2267,08/1,245=1820,95 H/м

q₄=1813,66/1,245=1456,76 H/м

q₅=906,83/1,245=728,38 H/м

Q=q*l/2

Q₁=3641,90*1,245/2=2267,08 H

Q₂=4006,09*1,245/2=2493,79 H

Q₃=1820,95*1,245/2=1133,54 H

Q₄=1456,76*1,245/2=906,83 H

Q₅=728,38*1,245/2=453,42 H

τ_max=3*Q/(2*h_w*t_w)

τ_max1=10^^-6*3*2267,08/(2*0,16*0,01)=2,13 МПа

τ_max2=10^^-6*3*2267,08/(2*0,16*0,01)=2,34 МПа

τ_max3=10^^-6*3*2267,08/(2*0,16*0,01)=1,06 МПа

τ_max4=10^^-6*3*2267,08/(2*0,16*0,01)=0,85 МПа

τ_max5=10^^-6*3*2267,08/(2*0,16*0,01)=0,43 МПа

τ_cr=k*π^²*D/(b^²*t_w)

D=E*t_w^³/(12*(1-μ^²))=2*10^¹¹*0,01^³/(12*(1-0,3^²))=18,32

k₁=9,4 ; k₂=8,0 ; k₃=6,8 ; k₄=6,3 ; k₅=6,1 ;

τ_cr1=9,4*3,14^²*18,32/(0,16^²*0,01)=6,63 МПа

τ_cr2=9,4*3,14^²*18,32/(0,16^²*0,01)=5,64 МПа

τ_cr3=9,4*3,14^²*18,32/(0,16^²*0,01)=4,80 МПа

τ_cr4=9,4*3,14^²*18,32/(0,16^²*0,01)=4,45 МПа

τ_cr5=9,4*3,14^²*18,32/(0,16^²*0,01)=4,30 МПа

Рис. 4 Приближенный вид кривой выпучивания стенки балки

4.5. Постройте теоретическую и экспериментальную кривые выпучи­вания стенки балки в трех координатных осях (см. рис. 4). Теоретическое значение выгиба стенки балки в т. 1 и в т. 2 определите по формуле (2).

4.6. Определите максимальные касательные напряжения в балке.

4.7. Определите критические касательные напряжения в балке.

4.8. Загружение балки, не укрепленной ребрами жесткости, проведите не менее 5 раз.

4.9. Разгрузите балку, укрепите ребрами жесткости с шагом а = 400 мм (300 мм, 200 мм, 100 мм).

Повторите пункты 4.2-4.7. Загружение балки с одним шагом ребер жесткости повторите не менее 5 раз.