Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

сопромат лабы

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
3.95 Mб
Скачать

Исходные данные

Т р е б о в а н и я к и с п ы т а н и ю Напряжения, вызванные ударным действием нагрузки, не должны превышать предела пропорциональности материала балки: сгщах

И с п о л ь з у е м ы е

 

ф о р м у л ы . При выполнении лабора-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

торной работы используются след>'гощие теоретические формулы:

для определения перемещения точки удара от статического дей-

ствия сосредоточенного груза Q -

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

V = 2E.I,

 

 

Б

 

 

(.8.1)

для определения динамического коэффициента -

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

(18.2)

 

 

 

 

V V-0

й,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

труз

 

 

 

 

 

 

где Н - высота падения

 

а Q.р

 

 

 

 

 

 

и

опараметр,

 

 

 

 

 

 

р

- i + ccg Qo IQ -

 

учитывающий влия»1ие массы

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ударяемой конструкции,

 

 

 

 

 

 

 

 

ад

- коэфф1гциент

приведения

 

массы ударяемого

элемента

(балки) к месту удара (зависит от способа закрепления балки и ай-

 

п

 

 

да удара);

 

 

ве

 

 

Q -

с падающегоо

(ударяющего) груза;

 

Qo -

с ударяемого элемента (балки).

 

Р

 

 

 

Прогиб от динамического действия груза определяется следую-

щим образом:

 

 

 

 

V c i = u f i .

(18.3)

Максимальное нормальное напряжение от статического действия груза Q определяегся по формуле

150

 

 

 

 

 

'max

мX, max

 

 

 

 

(18 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a от динамического действия груза -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(J8.5)

И з м е р и т е л ь н ы е

 

 

 

 

 

 

 

У

п р и б о р ы . Для измерения статиче-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

ского прогиба балки используется индикатор стрелочного типа, а

динамического - мерная шкала с точностью отсчета 0,1 мм.

 

Используется

о п ы т н а я

у с т а н о в к а нанольного типа с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

нагр^окением калиброванными грузами (гирями).

 

 

 

 

Схема установки показана на рис

18 1 в вариантах с амортиш-

тором (а) и без него (б).

 

 

 

й

Н

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

и

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

о

— . —

-

 

.-

i,-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

п

 

 

 

 

Рис 18 1

 

 

 

 

 

 

Испытуемая балка - консольная из стальной полосы, прямоугольного поперечного сечения.

Исходя из вида магериала опытной балки, размеров ее и требований к испытанию подобраны значения ударяемого фуза Q и высота падения его Н.

П р о в е д е н и е о п ы т а . Вначале опытную балку в выбранном сечении подвергают статическо.чу воздействию груза Q. Дня

15!

этого по шкале индикатора И необходимо записать начальный отсчет. Затем плавно уложить груз Q на бапку и записать конечный отсчет.

При динамическом возденсгвии груза Q необходимо: снять начальный отсчет по миллиметровой мерной шкале, поворотом держателя груз Q сбросить на балку, зафиксировать конечный отсчет по тон же шкале

Опыт с амортизируюшеГ! пружиной проводится аналогично. Только в ударяемом сечении между балкой и ударяющим грузом Q

устанавливается пружина Опыт желательно

повторить 2-3 раза,

воздействуя одним и гем же ^pyзoм Q.

 

У

Опытные данные

Т

Н

 

Обработка опытных данных заключается

 

в вычислении прира-

щений отсчетов Л/1 по индикатору И и мерной шкале, а затем их

средних значений

Лл,„ .

 

 

.

Б

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты испытаний

Опытт1ый прогиб от статического действия груза Q определить по

 

 

 

 

р

 

выражению v = Ди,„ • а , где а

• цена одного деления индикатора.

 

 

 

о

 

Прогиб иа от ударного действия груза равен разности отсчетов

 

 

т

 

 

 

по мерной шкале (бе пружины, а затем с ней): иа - Дл^/ ,„ .

 

 

и

 

 

 

 

 

з Теоретический расчет

 

о

от статического дейсгвия груза Q вычислить по

Прогиб балки и

формул п(18.1).

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

Динамический коэффициент fi вычислить по формуле (18.2)! Коэффициент приведения массы балки к месту удара " а ^ " при по-

перечном ударе по консольной балке равен 0,236.

Прогиб от динамического действия груза Q вычислить по формуле (18.3).

Максимальное нормальное напряжение от статического действия груза Q определить по формуле (18.4), а от динамического - по формуле (18.5).

152

Сравнение результатов

Сравнить опытное значение прогиба балки от динамического действия груза с вычисленным по тсорегической формуле. Расхождение значений вычислить в процентах.

Следует иметь в виду, что из-за принятых в теории отклонений

мического прогиба может существенно отличаться от опытного. Этому способствует и то обстоятельство, что вес опытной бо/тки незначительно превышает вес падающего груза Q

от реальных условий формула (18 2) даст несколько завышенные значения динамического коэффициента Поэтому значениеУдина-

Оценить влияние амортизирующей пружины на величину дина-

мического прогиба (для случая опытной пружины)

Т

 

Б

 

Сопоставить максимальное нормальное напряжение от динами-

ческого действия груза с пределом пропорциональностиНматериала

балки (сгр;. =200 MFia).

й

 

 

 

Завышенные значения нормальных напряжений от динамического действия нафузки, полученные по теоретической формуле,

по сравнению с опытными относят в запас прочности конструкции

(балки).

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

Выводы

В выводах

 

 

о

 

 

ь насколько пригодны для практических рас-

 

 

 

 

 

т

 

 

четов теоретические формулы для определения прогибов балки при

ударном действии

нагрузки, оказывает ли пр>жииа амортизирую-

щее действие при ударе.

 

 

 

 

 

указат

 

 

 

 

 

о

 

 

Форма жу рнала лабораторной работы

 

п

 

 

 

 

е

 

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 18

 

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ НАГ РУЗКИ

Р

 

 

 

 

 

 

 

Цель работы

1 Определить опытным путем прогиб балки при поперечном ударе и сравнить его с вычисленным по теоретической фор.муле

2 Подтвердить амортизирующее дейсгвие пружины при ударе

153

 

 

 

 

 

 

Исходные данные

 

 

 

Требования к испытанию (2 строки)

 

 

 

Используемые формулы (20 строк)

 

 

 

 

Измерительные приборы (3 строки)

 

 

 

Схема опытной установки (по рис

 

23 I)

 

У

 

 

 

 

 

Е =

 

 

 

Q =

 

 

 

 

 

 

 

1 =

 

 

 

и =

 

 

 

 

 

 

 

 

а =

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

h =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

Н=

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

Опытные данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица опытных данных

 

 

 

 

 

 

Статичсскг1я

р

Динамическая нафузка

 

 

 

 

 

нагрузка

 

 

без пружины

с пружиной

Груз

 

Отсчеты п

 

Огсчегы по

Огсчеты по

 

индикато pv, п

 

шкале, мм

шкале, мм

опыта

е . н

 

 

и

о

 

 

 

при-

 

при-

 

 

 

 

з

 

при-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ко-

 

 

 

 

 

 

ращ

 

ращ

 

 

 

нач.

т

нач

кон

нач. кон.

 

 

 

нсчн.

раш

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[Средн.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|знач

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты испытания

Прогиб от статического действия груза Q (1 строка) Прогиб от ударного действия груза Q (1 строка)

Прогиб от ударного действия груза Q при наличии пружины (1 строка)

154

 

 

 

 

 

Теорстичсский расчет

 

 

 

 

Расчетная схема балки (6 строк)

 

 

 

 

 

 

 

Момент инерции сечения ба-чки (4 строки)

 

 

 

 

Момент сопршивлсния сечения балки (4 строки)

 

 

 

Максимальный изгибающий момент (1 строка).

 

 

 

Прогиб от статического действия груза (4 строки).

 

 

 

Динамический коэффициент (4 строки).

 

 

 

 

 

Прогиб от динамического действия груза (1 строка).

 

 

Максимальное нормальное напряжение от статического дейст-

вия груза (4 сфоки).

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Максимальное нормальное напряжение от ударного действия

груза (1 строка).

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

Сравнение результатов

Н

 

 

При ударном действии груза Q

 

 

Б

 

 

 

 

й

 

 

 

 

опытный прогиб балки (1 строка),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

теоретический прогиб балки (1 строка).

 

 

 

 

 

Расхождение, %(1 строка

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прогиб при на^пичии пружины (1 строка)

 

 

 

 

 

"Смягчение" удара, % (1

р

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

Сравнение максимальног

нормальною напряжения при ударе с

 

 

 

 

 

строка)

 

 

 

 

 

 

пределом пропорциональности материала балки (1 сгрока)

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

иВыводы (К) строк)

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу

л ...

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполни...

 

 

 

 

 

 

 

 

10!

 

 

приня

 

Контрольные вопросы

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Какие виды

воздействия груза на элеменг

конструкции счи-

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

таются динамическими?

2. При помощи какого коэффициента производится учет ударного действия наф>зки7

3От каких факторов зависит динамически!! коэффициент?

4Какие допущения приняты в теории удара''

5, Какие и с какой целью применяются амортизирующие элементы?

6Какова цель лабораторной работы?

7.Сопоставьте значения прогибов от статического и динамического действия нагрузки.

8Как определить нормальные напряжения при динамическом действии нагрузки? УТ -

боте?

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

Как повлияла амортизирующая пружина на значение дина-

мического прогиба и напряжения?

Б

12.

Как влияет масса ударяемой конструкцииНна динамический

коэффициент?

 

 

 

 

 

 

13.

Что называют приведенной к месту удара массой?

14.

 

 

 

 

 

 

и

 

Как у'читывается в расчетах масса ударяемой конструкции?

15.

От чего зависит коэффициентйприведения массы к месту

удара?

 

 

 

 

 

о

 

 

16.

Какие предпосылки используются при определении значе-

 

 

 

 

 

т

 

 

ний коэффициента приведениярмассы к месту удара?

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

10!

10!

 

 

 

С о д е р ж а н и е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В в е д е н и е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

3-

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ПРАВИЛА

 

 

 

 

ОБРАЩЕНИЯ С ПРИБОРАМИ

 

 

 

 

 

 

4

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

 

 

 

 

 

 

5

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

 

 

МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОТЕНЗОМЕТРИИ

 

 

 

Т

11

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1

 

 

Н

У16

ИСПЫТАНИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ

 

 

 

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 2

Б

 

 

27

ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА СЖАТИЕ

 

 

 

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 3

 

 

 

 

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ УПРУГОСТИ

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

33

И КОЭФФИЦИЕНТА ПОПЕРЕЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ . .

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4

 

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ .

42

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 5

 

 

 

 

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

 

МОДУЛЯ УПРУГОСТИи

ПРИ СДВИГЕ ,

48

Л а б о р а т о р н а я р а б т а № 6

 

 

 

 

 

 

ИСПЫТАНИЕ ВИНТОВОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ

 

 

 

ПРУЖИНЫ

 

и

о

 

 

 

 

 

 

57

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

Л а б о р а т о р н а я тр а б о т а № 7

 

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ НОРМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

 

 

 

о

ИЗГ ИБЕ

 

 

 

 

 

 

62

ПРИ ПЛОСКОМ

 

 

 

 

 

 

Л а б о р а т р н а я р а б о т а № 8

 

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОЮ СОСТОЯНИЯ

 

 

е

 

 

ПОПЕРЕЧНОМ ИЗГИБЕ

 

 

 

 

71

ПРИ ПЛОСКОМ

 

 

 

 

Р

 

заданно к лабораторной рабогс № 8

 

 

 

Факультативноеп

 

 

 

«Исследование напряженного сосюяния при плоском попе-

 

речном изгибе»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 9

 

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ

 

 

 

 

 

 

ПЛОСКОМ ИЗГ ИБЕ

 

 

 

 

 

 

 

«4

Л а б о р а т о р н а я р а б о 7 а № IО

 

 

 

 

 

 

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ТЕОРЕМЫ О ВЗАИМНОСТИ

 

 

 

ПГРЕМП! ПЕНИЙ

 

 

 

 

 

 

 

44

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 11

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ

СТАТИЧЕСКИ

 

 

 

 

 

 

НЕОПРЕДЕЛИМОЙ

 

БАЛКИ

 

 

 

 

 

 

99

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 12

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ

НАПРЯЖЕНИЙ

 

 

 

 

 

 

ПРИ КОСОМ ИЗГ ИБЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

105

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 13

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ

ДЕФОРМАЦИЙ

 

 

 

Т

 

ПРИ КОСОМ ИЗГИБЕ

 

 

 

 

 

 

I l l

Л а б о р а т о р н а я р а б . о т а № 14

 

Н

У

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕЦЕНТРЕННОГО РАСТЯЖЕНИЯ

119

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 15

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

 

 

ПРИ ИЗГИБЕ С КРУЧЕНИЕМ

 

й

 

 

 

127

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 16

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОДОЛЬНО

 

 

СЖАТОГО СТЕРЖГТЯ

 

р

 

 

 

 

 

136

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

иНА УДАР

 

 

 

144

HCnhn^AHUE МАТЕРИАЛОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

Л а б о р а т о р н а я р а б т а № 18

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ НАГРУЗКИ ..

149

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

Учебное издание

 

Т

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

(лабораторный практикум)

 

 

 

 

Составители: БАЛЫКИНМихаил Кириллович

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

ПЕНЬКЕВИЧ Владимир Александрович

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

ЗАЯЦрВладимир

Николаевич

 

 

 

 

ГОЛУБЕВ Иван

Архипович

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

Под общей редакцией В Н Зайца

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

Редактор И Ф Антаневич Корректор М П Антонова

е

Подписано в печать ЗО.ОУ 99.

 

 

 

Р

Формат 60x84 1/16. Бумага тип. Ла 2. Офсет печать.

Усл.псч л. 9,3. Уч.-нзд.л. 7,3. Тираж 500. Зак 100.

 

Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусская государственная политехническая академия Лицензия ЛВ № 155 от 30 01 98 220027, Минск, пр Ф Скорнны, 65