Лабораторная работа № 9 отчет определение перемещений при изгибе балки

Цель работы:………………………………………..…………………………..

…………………………………………………………….………………………

…………………………………………………………….………………………

Испытательная машина…………………………………………………………

Цена деления шкалы индикатора: K_u = ………..

Схема нагружения балки и расположение измерительных приборов

Размеры балки и геометрические характеристики сечения

b = ……….....м; l = ……….....м; h = ……….....м; l_c = ……….....м;

;

Результаты наблюдений

Нагрузка P (H)	Отсчеты (в дел. приборов)				Угол поворота	Прогиб
	индикатор балки		индикатор стойки
	Б	y	С	С
Среднее приращение отсчетов	yср= =……..=…		Сср= =……..=…

Теоретические значения максимального прогиба и угла поворота соответственно

…..….=……м; …..….=…..рад

Расхождение в процентах:

;

Выводы по работе…………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………

Отчет принял

……………………………..

Лабораторная работа № 10 испытание на растяжение цилиндрической винтовой пружины с малым шагом витка

Цель работы:

1. Опытная проверка линейной зависимости между нагрузкой на пружину и её удлинением (закон Гука).

2. Определение модуля сдвига материала проволоки и податливостипружины.

Общие сведения.

Цилиндрические винтовые пружины с малым шагом имеют углы наклона витков, не превышающие 8°-10°. Ввиду малости этих углов при расчетах таких пружин на прочность и жёсткость считают, что витки лежат в плоскости, перпендикулярной оси пружины. Кроме того, при определении удлинения (осадки при сжатии) пружины витки рассматривают в виде прямого стержня, испытывающего только кручение, а влиянием продольных, изгибающих деформаций, срезом, кривизной витков пренебрегают. С учётом этих упрощений формула для определения удлинений цилиндрической пружины, изготовленной из прутка круглого поперечного сечения (рис. 1, а), имеет вид:

где  – удлинение пружины, то есть изменение длины пружины (её участка) вдоль оси; Р – сила, приложенная вдоль оси пружины; D – средний диаметр пружины; d – диаметр проволоки пружины; n – число витков пружины в пределах расчётной длины; G – модуль упругости материала пружиныприсдвиге.

Формула (1) справедлива в пределах упругих деформаций. Из неё следует, что между удлинением  пружины и нагрузкой имеется линейная зависимость (рис. 1, б). Для проверки линейной зависимости (закона Гука) между удлинением и нагрузкой производится нагружение пружины равными ступенями и измеряются удлинения участка пружины, соответствующие этим приращениям нагрузки. Равным ступеням нагрузки должны соответствовать приблизительно равные приращения удлинений на измеряемом участке.

П о результатам опыта строится график изменения удлинения  пружины от нагрузки Р, из которого убеждаются в линейности зависимости между нагрузкой и удлинением пружины.

Модуль сдвига материала пружины определяется на основе формулы(1):

где ΔР – ступень нагрузки; Δ_ср – среднее приращение удлинения (из таблицы наблюдения).

С учётом параметров пружины и модуля сдвига определяется коэффициент податливости пружины или её податливость:

Податливость  это деформация одного витка пружины, приходящийся на единицу нагрузки. Величина, обратная податливости, называется жёсткостью.

Опытным путём коэффициент податливости находится как отношение измеренного удлинения участка пружины (всей пружины) к величине нагрузки, вызвавшей это удлинение, и числу витков участка (общему числу витков пружины), т.е.

Порядок выполнения работы.

1. Замерить диаметр сечения витка пружины d. Диаметр проволоки определяется штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Измерительный инструмент устанавливается перпендикулярно к оси витка пружины, чтобы исключить погрешность в определении диаметра проволоки, вызванную кривизной витка. Замеры сделать не менее 3 раз и в расчёт принять среднеарифметическое значение.

2. Определить средний диаметр пружины. Средний диаметр может быть определён как разность между наружным диаметром D_н и диаметром витка пружины d.

3. Подсчитать расчётное число витков, заключённое между точками А и В, А' и В' (рис. 1).Точки А, В и А', В' нанесены керном на диаметрально противоположных сторонах пружины.

4. Установить пружину в испытательную машину марки МИП-100-2, предельная нагрузка которой 100 кг (1000 Н) (рис. 2). Пружина 1 подвешивается на крюки 2 и 3. Нижний крюк – подвижный. Расстояние между ними регулируется вращением рукоятки 4.

5. Установить стрелку силоизмерителя на 6 на ноль путём вращения ручки настройки 5.

6. Дать начальное натяжение пружины Р₀ = 10 кг (100 Н) вращением рукоятки 4.

7. Замерить штангенциркулем расстояние l₀ и l₀ между точками А и В, А и В'. В расчёт принять среднеарифметическое значение l₀,_ср (рис.1).

8. Дать три дополнительных загружения пружины ступенями ΔР=25кгс (250 Н). После каждой ступени приращения нагрузки производить замеры расстояний между точками А, В и А', В' и по среднему их значению l_i,_ср и l₀,_ср вычислять приращения отсчётов удлинения _i. Величина наибольшей нагрузки не должна превышать 90 кгс (900 Н).

9. Данные замеров и вычислений _i занести в таблицу (см. форму отчёта) и подсчитать среднее значение приращения удлинения измеряемого участка пружины _ср.

10. По данным таблицы построить график изменения удлинения  от нагрузки Р и провести его анализ.

11. Вычислить по формуле (2) модуль сдвига и сравнить его со средним значением G = 80 ГПа, которое принимается при расчётах.

12. Вычислить удлинение пружины  по формуле (1) при нагрузке, указанной преподавателем.

13. При этой нагрузке определить удлинение пружины по формуле:

_оп = l_ср(р)  l_0,ср.

14. Вычислить теоретический  и опытный _оп коэффициенты податливости пружины по формулам (3) и (4).

15. Сравнить теоретическую и опытную величины коэффициентов податливости пружины

.

16. Оформить отчёт по прилагаемой форме.