Сравнение измеренных осевых усилий с их теоретическими значениями

Лабораторная работа № 2

ИСПЫТАНИЕ СВАРНОЙ ФЕРМЫ

Цель опыта – определение действительных усилий в элементах фермы и сравнение их с усилиями, найденными расчетным путем, а также выявление величины дополнительных напряжений в элементах от изгиба, обусловленного жесткостью узлов фермы.

Нагружение фермы осуществляется симметричной нагрузкой на специальном стенде с помощью гидравлических домкратов.

Схема фермы с указанием мест расстановки тензодатчиков, индикаторов, схема деформаций и эпюры напряжений в сечениях показаны на рис. 2. Размеры поперечных сечений и их геометрические характеристики и расположение тензодатчиков в каждом поперечном сечении представлены в табл. 5.

 

Рис. 2. Схема фермы: а – с указанием мест установки тензодатчиков и индикаторов; б – схема загружений и деформационная схема; в – напряжения в сечениях.

 

 

Таблица 5

Геометрические характеристики сечений элементов и расположение тензодатчиков

 

Сечение	Состав сечения и расположение тензодатчиков	F,	Jx,	, cм
a		75×75×6	17,56	93,2	2,06
b
c		70х50х8	18,94		1,29
d		40х40х4	6,16	9,16	1,13

 

 

Для записи результатов измерения деформаций и определения напряжений в сечениях используется табл. 6.

 

Таблица 6

Определение напряжений в элементе фермы

 

Сечение	Номер тензодатчика	Отсчет по датчикам при нагрузке на узел Р, т	Разности отчетов	Напряжения = , кг/
a					-421		421,5	775,56
				-658
				-659		658,5	1211,64
				-490			901,6
	-1		-2	-484		484,5	891,5
				-488		486,5	895,2
b				-6	-560		563,5	1036,84
				-699			1280,6
				-585			1074,56
				-523			958,64
	-1		-2	-426		424,5	781,1
			-2	-425			780,2
c			-281			-292	286,5	527,2
	-1	-317			-329	322,5	593,4
		-287			-292	289,5	532,68
		-214	-6		-208		388,24
		-402			-407	404,5	744,3
	-1	-364			-366	364,5	670,68
d		-1	-182			-192	186,5	343,2
		-338			-343		627,44
		-318			-322		588,8
		-184	-1		-183	183,5	337,64
	-1	-332			-334	332,5	611,8
		-340			-340		625,6

 

Цена деления шкалы измерителя деформаций = принять по данным прибора (10)

 

Определение осевых сил и изгибающих моментов

Сечения элементов с эпюрами напряжений показаны на рис. 3, 4, 5, 6.

Рис. 3. Сечение а

 

Рис. 4. Сечение b

Рис. 5. Сечение c

Рис. 6. Сечение d

 

 

Cредние напряжения в крайних фибрах рассчитаны по следующим формулам:

Осевое усилие N = F

Изгибающий момент: · ; ·

	a	b	c	d
Nэксп, кг, 𝜎0*F
Nтеор кг
Ки, Nэксп,/ Nтеор	1,08	1,1	1,1	0,62
Wхв см3	45,2	45,2	28,68	8,1
Wхн см3	17,13	17,13	9,97	3,19
кг/см2 𝜎0-𝜎мв(со знаком)	-36	-84	50,6	32,7
кг/см2 𝜎0-𝜎мн(со знаком)			-146,5	-111,7
Мхв кг*см	-1627	-3796
Мхн кг*см			-1460	-356

 

Построение эпюры изгибающего момента по длине элемента верхнего пояса. Эпюра изгибающего момента показана на рис. 7.

 

Рис. 7. Эпюра М_х

Концевые изгибающие моменты и определяются из подобия треугольников:

= 2712 кг*см

= 6365 кг*см

Определение прогиба фермы

Схема перемещения узлов фермы показана на рис. 8, а результаты измерений приведены в табл. 7.

 

Рис. 8. Схема перемещения узлов фермы

Таблица 7

Результаты измерений перемещений узлов фермы

Нагрузка на узел, т	Отсчеты и разности отсчетов по индикаторам
На левой опоре	В середине	На правой опоре
С		С		С
	2,265		80,35		0,05
	1,85	0,415	74,58	5,77	0,16	0,01
	2,16	0,31	80,26	5,68	0,07	0,09
Средние разности		0,36		5,73		0,05

Чистый прогиб f = - = 5,73 - .

 

Сравнение измеренных осевых усилий с их теоретическими значениями

Сравнение представлено в табл. 8.

Таблица 8

Сравнение измеренных осевых усилий с их теоретическими значениями

Сечение	Осевые усилия
Измеренное	Теоретическое
a			1,08
b			1,1
c		-9500	1,1
d		-5000	0,62