Проведение опыта и обработка результатов. I. Занести в журнал лабораторных работ исходные данные - радиусы кривизны бруса, размеры его поперечного сечения

I. Занести в журнал лабораторных работ исходные данные - радиусы кривизны бруса, размеры его поперечного сечения.

2. Установить брус в захваты испытательной машины.

 

 

 

Нагружение балки осуществляется на машине

УММ-10.

Для получения напряжений опытным путем используется электротензометрический метод.

На рис. 9 показана схема расположения пяти датчиков сопротивления, два из них наклеены на внешних поверхностях полок двутавра, три - на стойке двутавра.

 

Проведение опыта и обработка результатов.

1. Записать в журнал размеры балки, осевой момент инерции сечения I_x, координату испытуемого сечения а.

1. Для обжатия установки нагрузить балку предварительной наг­рузкой /1т или 2т/, снять показания всех датчиков и занес­ти в таблицу результатов измерений.
2. Увеличивая нагрузку на ∆Р = 1т, снимать показания всех датчиков при каждой нагрузке, следя за равномерностью при­ращений показаний по каждому датчику.
3. Найти средние приращения показаний ∆n_ср для каждого датчика.
4. Вычислить опытные приращения нормальных напряжений по формуле:

 

, (16)

 

где k_σ - цена деления электротензометра.

1. Вычислить теоретические значения нормальных напряжений в точках 1-5 /координаты рассматриваемых точек есть расстояния от нейтральной оси Х до наклеенных датчиков/, занести в таблицу результатов расчета.
2. Построить в масштабе эпюру распределения нормальных напряжений, полученных теоретически. Нанести на построенную эпюру нормальные напряжения, найденные экспериментально.
3. Сделать выводы о результатах сходимости опытных и расчетных данных.

 

 

 

 

9. Оформить лабораторный журнал.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № II

 

ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА ТЕОРИИ СГИБА БРУЗА БОЛЬШОЙ КРИВИЗНЫ

 

 

Цель работы - опытным путем определить напряжения в сечении кривого бруса и сравнить полученные данные с результатами теоретического расчета.

Общие сведения.

Кривыми брусьями называют такие брусья, у которых ось, проходящая через центры тяжести поперечных сечений, - плоская кривая (проушины, звенья цепей, крюки, арки, оводы и др.). Принято различать брусья большой кривизны, у которых h/R₀>0,2 и брусья малой кривизны, у которых h/R₀≤0,1 /рис. 10/

 

 

Рис. 10

Схема образца для изучения напряжений в кривом брусе с наклеенными тензодатчи-

ками.

 

 

При растяжении кривого бруса силой Р, приложенной вдоль вертикальной оси, проходящей через центр кривизны /рис. 10/, в его опасном сечении n-n возникают продольная сила N=P и изгибающий момент M=PR₀. Нормальные напряжения в сече­нии кривого бруса изменяются по гиперболическому закону и определяются по формуле:

(17)

 

 

Здесь F=bh - площадь поперечного сечения;

 

S=FZ₀=F(R₀-r) - статический момент площади сечения относительно нейтральной оси /pис. 1l/;

 

Z_i - расстояние от нейтральной оси до рассматриваемого волокна;

 

R_i=(r+Z_i) – радиус рассматриваемого волокна;

/расстояние от центра кривизны бруса/;

 

r - радиус нейтрального слоя, который при чис­том изгибе для прямоугольного сечения определяется по формуле:

(18)

 

 

где R₁ и R₂ - наружный и внутренний радиусы бруса

/рис. 11/;

 

- радиус центральной оси бруса.

Касательные напряжения за крайне редкими исключениями /тонкостенные сечения/ не оказывают заметного влияния на прочность, и их обычно не определяют, хотя в случае необходимости можно найти их по приближенной формуле Журавского.