Порядок выполнения работы

1. Собрать наладку согласно схеме.

2. Снять показания индикатора прогибомера и блока измерителя силы.

3. Подвесить на консоль балки груз 20 Н.

4. Снять показания индикатора прогибомера и блока измерителя силы.

5. Определить реакцию опоры в сечении, как разность показаний блока измерителя силы.

6. Провести теоретический расчёт Х₁.

Отчёт по лабораторной работе должен содержать:

1. Схематическое изображение наладки.

2. Краткие теоретические сведения.

3. Значения показаний индикаторов до и после нагружения.

4. Теоретическое значение Х₁.

5. Вывод по лабораторной работе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Исследование напряжений в стержне большой кривизны

Цель работы: экспериментальное определение напряжений, возникающих в кривом брусе при его внецентренном растяжении.

Краткие теоретические сведения

Принято различать брус малой и большой кривизны. Основным признаком для такого деления является отношение высоты сечения h в плоскости кривизны к радиусу кривизны центрального слоя .

Если это существенно меньше единицы (h/ = 0,2 и меньше), считается, что брус имеет малую кривизну. Для бруса большой кривизны отношение h/ соизмеримо с единицей. В стержне большой кривизны напряжения при изгибе распределяются нелинейно по высоте поперечного сечения. Нейтральный слой имеет радиус кривизны r₀ меньше радиуса центрального слоя на е. наибольшие напряжения (при растяжении) возникают в точках сечения, расположенных на внутренней цилиндрической поверхности. Напряжения  в среднем сечении А – А (см. бланк отчёта) определяются действием силы Р и момента М_изг:

; _изг = .

Учитывая одновременное возникновение напряжений растяжения и изгиба, напряжения в кривом стержне можно определить по формуле:

 = ,

где F = bh,

I_x = bR³(ln - 2),

 = .

Порядок выполнения работы

1. установить стержень, зафиксировать штифтами и произвести предварительное нагружение для устранения зазоров в шарнирах силой 0.5 кН и снять показания ИД для всех тензорезисторов.

2. Нагружать образец последовательно силами 1,5 кН, 2,5 кН, 3,5 кН, контролируя значение силы по табло блока измерителя силы. На каждом уровне силы снимать показания ИД для всех тензорезисторов.

3. Подсчитать среднюю разность показаний всех тензорезисторов для ступени нагрузки Р = 1 кН.

4. Определить приращение напряжений во всех точках для ступени Р = 1 кН по формуле: Δ = k_д∙Δn∙Е,

где k_д – цена единицы дискретности ИД,

Е = 2,1∙10⁵ МПа – модуль нормальной упругости.

Затем необходимо подсчитать теоретические значения напряжений во всех точках при нагрузке в 1 кН и построить график распределения напряжений по сечению.

После построения графика дать заключение об особенностях напряжённого состояния в кривом стержне. Оценить соответствие теоретических и опытных результатов.