Характеристика лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется на универсальном лабораторном стенде по сопротивлению материалов СМ2, на котором монтируется наладка № 1.

 

Схема установки.

1 – образец;

2 – нагружающее устройство,

3 – силоизмерительное устройство.

 

Рис.1.

 

Объектом испытаний в этой лабораторной работе является стержень (рис.2) прямоугольного поперечного сечения. Деформации измеряются посредством тензорезисторов фольгового типа, которые установлены в продольном и поперечном направлениях. Тензорезисторы подключены к электронному измерителю деформации.

 

Объект испытаний.

 

1,2 – продольные тензорезисторы,

3,4 – поперечные тензорезисторы.

 

Рис.2.

 

Краткие теоретические сведения.

 

Поведение материалов при упругой деформации описывается законом Гука, который определяет прямую пропорциональную зависимость между напряжением и деформацией.

Механизм упругого деформирования материалов состоит в обратимых смещениях атомов из положений равновесия в кристаллической решетке. Чем больше величина смещения каждого атома, тем больше упругая деформация тела. Величина упругой деформации невелика и для металлов и для их сплавов меньше 1%, т.к. в этом случае атомы в кристаллической решетке способны упруго смещаться лишь на небольшую долю межкристаллического расстояния.

Физический смысл модуля упругости состоит в том, что он характеризует сопротивление материалов упругой деформации, т.е. смещению атомов из положения равновесия в кристаллической решетке.

Модуль упругости определяется отношением нормального напряжения s_z к соответствующему относительному удлинению e_z при растяжении прямого стержня и выражается формулой:

 

или

где s_z – нормальное напряжение,

e_z – продольная деформация,

Р – сила, растягивающая стержень,

F – площадь поперечного сечения стержня.

Коэффициентом Пуассона m называется абсолютное значение отношения поперечной деформации к продольной при одноосном напряженном состоянии:

 

,

e_х – поперечная деформация,

e_z - продольная деформация.

 

Порядок сборки стенда.

Установите на плиту стола две опорные стойки 1 и предварительно закрепите их к плите стола болтовыми соединениями так, чтобы стойки могли двигаться вдоль паза плиты. Головки болтов предварительно задвинте в паз плиты стола. Установите корпус 2 в сборе с ползуном 3 на левую стойку и закрепите болтами к стойке. Оденьте штурвал 4 на хвостовик корпуса 2 и закрепите центральным винтом. Установите корпус 5 на правую стойку и закрепите к стойке болтами. Закрепите специальными штифтами 6 к осям корпусов 2 и 5 вилки 7. Между вилками установите один из образцов для определения модуля упругости и коэффициента Пуассона 8 и зафиксируйте специальными штифтами 6. Затяните гайки крепления стоек 2 и 5 к плите стола.

Нагружение образца производите вращением штурвала 4.

 

Рис.3