В В Е Д Е Н И Е
В методические указания включены руководства к трем лаборатор-ным работам, относящимся к изгибу балок. Эти работы объединены в цикл лабораторных работ в связи с тем, что они охватывают один объект изучения (балки при изгибе) и связаны единой методикой измерения. Поэтому разделы «МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА», «ТЕХНИКА БЕЗО-ПАСНОСТИ», общие для всех работ, вынесены в начало данных методических указаний.
Лабораторные работы выполняются звеньями по 3-4 человека в часы, предусмотренные расписанием учебных занятий. За одну - две недели до выполнения лабораторной работы студент должен ознакомиться по настоящему руководству со всеми разделами работы и на собеседовании с преподавателем показать свою достаточную подготовленность к выполне-нию работы. После выполнения работы студент должен представить пись-менный отчет по работе. Отчет должен быть оформлен в ученической тетради; схемы, чертежи, таблицы должны быть выполнены с использо-ванием чертежных инструментов. Отчет должен содержать пункты, указанные в разделе «СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ».
Методика эксперимента Описание лабораторной установки
Лабораторная установка СМ4А, показанная на рис.1, состоит из следующих частей: исследуемого стального образца балки 10; основания 1, установленного на четырех регулируемых винтах-ножках 11; левой 5 и правой 12 стоек; индикаторной стойки 6; гиревого подвеса 9; набора грузов 8. Модуль упругости материала балки =2,1х105 МПа. Балка имеет прямоугольное поперечное сечение шириной b=39,0 мм, высотой h=7,0 мм.
Балка установлена на шарнирные опоры, расположенные на стойках 5 и 12 и закреплена на осях вращения опор с помощью прижимных планок и винтов. С осью вращения каждой опоры жестко связан стержень 4, имеющий на конце пятку 2, в которую упирается наконечник индикатора 13. Этот индикатор служит для измерения угла поворота опорного сечения. Расстояние от наконечника индикатора до нейтрального слоя балки образца L=150 мм. Правая опора неподвижно закреплена на стойке 12. Левая опора, закрепленная на стойке 5, является шарнирно-подвижной опорой. Стойка 5 имеет возможность перемещаться вдоль основания, позволяя тем самым менять длину пролета балки. Индикаторные стойки 6 и гиревые подвесы 9 могут перемещаться вдоль балки. Для определения положения грузов и индикаторов на балке имеется дециметровая шкала.
Рис.1
Методика измерений
Линейные перемещения (прогибы балки) измеряются путем прямых измерений методом непосредственной оценки по шкале индикатора.
Угловые перемещения
определяются путем косвенных измерений.
При этом методом непосредственной
оценки по шкале индикатора измеряется
горизонтальное перемещение X
пятки стержня 4 (см. рис.1 и рис.2), а угол
поворота определяется из соотношения
(1). Силы, действующие на балку, определяются
количеством мер (гирь), установлен-ных
на грузовые подвесы.
Рис. 2
Опорная реакция измеряется с помощью динамометра ДПУ-0,02-2. Значения длин участков балки могут быть установлены на шкале, нанесенной на самом образце.
Описание измерительных средств
Индикатор часового типа ИЧ-10. Индикатор предназначен для определения линейных перемещений. На рис.3 показан внешний вид индикатора. Штифт 2 с наконечником 1 связан со стрелками 4 и 6 системой зубчатых передач. Пружиной измерительный наконечник прижимается к поверхности, перемещение которой в направлении штифта нужно измерить. Корпус 3 индикатора поддерживается неподвижно особым штативом. Перемещение поверхности 9 вызывает перемещение штифта 2, который вращает стрелки 4 и 6.
Одно деление шкалы 5 соответствует перемещению измерительного наконечника равному 1 мм. Эта шкала имеет 10 делений. Шкала 7 имеет 100 делений с ценой 0,01 мм. Для установки стрелки 6 индикатора на нуль шкалу 7 следует повернуть, вращая ободок 8. Шкала 7 – двойная: черная шкала используется для измерения перемещений поверхности 9, направленных к корпусу индикатора; красная шкала используется при измерении перемещений в обратном направлении.
Динамометр ДПУ-0,02-2. Динамометр предназначен для измерения статических растягивающих усилий в пределах от 0 до 0,2 кН. Общий вид динамометра показан на рис. 4. Динамометр работает по принципу определения силы по значению деформации упругого элемента, которая через рычажный передаточный механизм преобразуется в показания по указателю (стрелке) 4 и шкале 5. Усилия передаются на динамометр через серьги 3. Для установки шкалы 5 в нулевое положение при отсутствии нагрузки на динамометр следует повернуть обод 2 в нужном направлении, ослабив предварительно винт 1 и снова закрепив его после поворота обода.
Рис.3 Рис.4