Журнал випробувань

1. Матеріал пружини – сталь.

2. Зовнішній діаметр витків пружини D₁ = см.

3. Діаметр дроту пружини d = см.

4. Середній діаметр витків пружини D = cм.

5. Кількість витків n = .

6. Границя пропорційності τ _pr = 100 МПа.

6. Максимальне значення діючої сили F_max = Н.

7. Прийняте навантаження F = Н.

№	F, Н	ΔF, Н	δ, см	Δδ, см	Середнє значення Δδср, см	Gдосл, МПа	G теор, МПа
1
2
3
4
5

Контрольні запитання для самоперевірки

1. За якою формулою визначають осадку циліндричної гвинтової пружини?

2. Як буде змінюватися величина осадки пружини, якщо діаметр дроту пружини зменшити у три рази? Збільшити в два рази?

3. Навести приклади використання пружин у сільгоспмашинобудуванні

4. Які границі застосування наведеної формули для визначення осадки δ?

5. За якою формулою визначають дотичні напруження в поперечному перерізі витка пружини?

6. З яких матеріалів та як виготовляються циліндричні гвинтові пружини?

Лабораторна робота № 7 Випробування балки на згин

Мета роботи: Дослідна перевірка формули для визначення найбільшого нор- мального напруження в поперечному перерізі балки при чистому плоскому згині.

Теоретичні відомості.

Плоским згином називають такий згин балки, коли діючі на балку сили знаходяться в одній із двох головних площин інерції балки, при цьому зігнута вісь балки залишається у тій же площині.

Згин називають чистим, якщо згинаючий момент є єдиним внутрішнім силовим фактором, що виникає у поперечних перерізах балки.

Відомо, що нормальні напруження σ в точках поперечних перерізів балки при плоскому згині визначаються за формулою

,

де М – згинальний момент у тому поперечному перерізі, де визначаємо нормальні напруження,

I_x – осьовий момент інерції поперечного перерізу балки відносно її нейтральної осі,

у – відстань від нейтральної осі перерізу до точки перерізу, в якій визначаємо

нормальні напруження.

Найбільші нормальні напруження, як бачимо з наведеної формули, виникають у точках периферії поперечного перерізу (y = y_max), тобто у точках перерізу найбільш віддалених від нейтральної осі. З наведеної формули для визначення σ_max отримаємо:

,

де – осьовий момент опору поперечного перерізу балки.

Схема балки, на якій проводяться досліди, наведена на рис.16.

Поперечний переріз балки – прямокутник зі сторонами b та h.

З епюр поперечних сил Q та згинаючих моментів M для даної балки видно, що на середній ділянці балки виникає чистий згин, бо Q = 0. Зігнута вісь балка зображена на схемі пунктирною лінією. Центральна вісь поперечного перерізу х є нейтральною віссю цього перерізу, що відділяє зону розтягнутих верхніх повздовжніх волокон від нижніх стиснутих.

В найбільш віддаленому від осі х волокні будь-якого поперечного перерізу середньої ділянки балки виникає найбільше нормальне напруження, яке у даному випадку визначається за формулою

, де .

Нормальні напруження, які розтягують самі верхні волокна балки можна визначити дослідним шляхом за допомогою тензометру важільного типу.

Якщо через l та k позначити базу та коефіцієнт збільшення тензометру, тоді при різниці відліку по шкалі тензометру, що дорівнює “с”, відносне видовження волокон, на яких розташований важільний тензометр дорівнює

, де .

Відповідні нормальні напруження, які виникають у цих верхніх волокнах, можуть бути визначені за законом Гука

або .

Визначивши нормальні напруження за наведеними формулами, порівнюємо результати, отримані теоретично та дослідним шляхом, і робимо висновки про коректність застосування формули для визначення величин найбільших нормальних напружень у поперечних перерізах балки при плоскому чистому згині. Необхідно зауважити, що наведені вище формули справедливі лише тоді, коли нормальні напруження, що виникають в поперечному перерізі балки, менше границі пропорційності, яка для сталі може бути прийнята рівною σ_pr = 2000кг/см² = 200МПа. Ця умова повинна виконуватися у зв’язку з тим, що при визначенні нормальних напружень використовувався закон Гука. Тобто повинна виконуватися умова

,

звідки сили, що прикладаються до балки, не повинні перевищувати значення, визначеного за формулою

.