Тарирование тензорезисторов в единицах деления шкалы тензостанции ИД-61м с ручной балансировкой
⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2 Тип тензорезисторов – проволочные петлевые с базой 20 мм. Тарирование производится на тарировочной балке из легированной стали С235. Подбираются пять тензорезисторов (в том числе один компенсационный) из партии, предназначенной для испытания строительных конструкций. Разброс по показаниям сопротивления всей партии тензорезисторов не должен превышать ±0,3 Ом. Рисунок 2.3 - Схема приложения нагрузки и установка тензорезисторов:
Таблица 3 - Тарирование тензорезисторов
Средняя разность по показателям тензорезисторов: Приращение момента: Момент сопротивления сечения тарировочной балки: Приращение нормальных напряжений по растянутым и сжатым волокнам тарировочной балки в зоне чистого изгиба:
Тарировочный коэффициент: Разность отсчетов по шкале прибора, умноженная на коэффициент , дает искомую величину напряжений. При использовании тензорезисторов данной партии для исследования напряженного состояния конструкций, выполненных из любого материала (железобетона, алюминиевых сплавов, дерева или синтетических материалов), необходима тарировка по значению относительной деформации.
Тарировочный коэффициент: Искомая величина напряжения: Вывод: в результате эксперимента был определён тарировочный коэффициент тензометра Гугенбергера k =. Для индикатора часового типа k =. Определён тарировочный коэффициент, градуирующий шкалу тензостанции для напряжений и для относительных деформаций.
Ответы на контрольные вопросы 1) Влияет ли база измерений механических приборов на величину тарировочного коэффициента? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2) Назовите минимальное соотношение между ценой деления тарировочной машины и ценой деления механического тензометра. ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3) Как по разности отсчетов индикатора, установленного на испытываемой конструкции, и значению тарировочного коэффициента найти истинную величину абсолютной деформации? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 4) В каких случаях производится тарирование тензорезисторов? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 5) Объясните физический смысл тарировочных коэффициентов и . ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 6) С какой целью проводится проверка приборов? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ Лабораторная работа №3 Цель работы: определить экспериментальным путем значение напряжений , , и в ветвях колонны и сравнить их с найденными теоретически; по теоретическим и экспериментальным данным найти положение нейтральной оси сечения; сделать выводы о действительной работе колонны. На рисунке 3.1 дана схема испытания фрагмента колонны. Материал ветвей – профильная сталь С245; Е=2,06·105 МПа. Сжимающее усилие на колонну передается гидродомкратом. На рисунках 3.2 и 3.3 даны схемы поперечного сечения колонны с расположением соответственно тензометров и тензорезисторов. Рисунок 3.1 – Схема испытания фрагмента колонны Исходные данные: Рисунок 3.2 – Схема испытания фрагмента колонны Рисунок 3.2 – Схема поперечного сечения колонны. Таблица 4 - Показания тензометров Гугенбергера
Таблица 5 - Показания тензорезисторов
Моменты инерции сечений: Площадь поперечного сечения фрагмента колонны: Моменты сопротивления сечения по месту установки приборов:
Теоретическое напряжение в контролируемом сечении ветвей внецентренно сжатой колонны определяем по формулам: Полученные данные вносим в сравнительную таблицу 6. Определим погрешность. Таблица 6 - Сравнительная таблица напряжений
Построим эпюры напряжений по экспериментальным и теоретическим данным и определим положения нейтральных осей в плоскости сечения.
Вывод: Имеются различия между экспериментальными и опытными величинами. Максимальное различие согласно показаниям тензометра имеет место для напряжения Ответы на контрольные вопросы 1) Изменится ли относительная деформация в контролируемых точках сечения, если при прочих равных условиях изменить базу измерения? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2) Определить величину сжимающего усилия N, при котором напряжения в ветви №1 достигнут расчетного сопротивления стали по пределу текучести. ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3) Как будет выглядеть эпюра напряжений, если усилие приложить по оси симметрии сечения? Где будет проходить нейтральная ось?
4) Как определить положение нейтральной оси? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________ 5) Найдите показания тензометра Гугенбергера с базой 50 мм в делениях, при которых напряжения в стали С245 достигает расчетного сопротивления по пределу текучести. ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 6) Как изменятся разности отсчетов, относительные деформации и напряжения по сравнению с данными таблицы 4, если при прочих равных условиях фрагмент колонны будет изготовлен из алюминиевых сплавов? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
Лабораторная работа №4 Цель работы: определить экспериментальным путем значения напряжений и усилий в стержнях фермы и сравнить их с найденными теоретическими; определить опытные и теоретические значения прогибов фермы в середине пролета; сделать выводы о действительной работе фермы. На рисунке 4.1 дана схема испытания стальной фермы. Пролет фермы , высота (по внешним граням). Элементы верхнего пояса фермы выполнены из гнутосварной прямоугольной трубы тр.60х40х4 (большая сторона горизонтальна земле), элементы нижнего пояса фермы выполнены из гнутосварной квадратной трубы тр.30х3, а элементы решетки – из гнутосварной трубы тр.25х2. Материал стержней – профильная сталь С245; Ry=240 МПа; Е=2,06·105 МПа. Деформации стержней измеряются проволочными петлевыми тензорезисторами базой 20 мм и тензостанцией с автоматической балансировкой. Перемещения приопорных участков, а также нижнего пояса фермы в середине ее пролета определяются с использованием индикаторов или прогибомеров. Схема фермы, схема ее нагружения, места установки приборов, а также обозначения стержней приведены на рисунке 4.1. Рисунок 4.1 - Геометрическая схема фермы. Геометрические характеристики сечений элементов фермы даны в таблице 7. Таблица 7 - Геометрические характеристики сечения
Таблица 8 - Характеристики стержней
Таблица 9 - Показания прогибомеров
Прогиб фермы по экспериментальным данным: Теоретический прогиб фермы определим по формуле Максвелла-Мора: Расхождение между теоретическим и экспериментальным прогибом фермы:
Таблица 10 - Показания тензорезисторов (начало)
Таблица 10 – Показания тензорезисторов (окончание)
Таблица 11 - Сравнение теоретических и экспериментальных усилий
Рисунок 4.2 - Диаграмма усилий Максвелла-Кремоны для фермы от Р=1 кН Вывод: Результаты опытов отличаются от полученных теоретическим путем. Максимальное расхождение – % получилось для. Расхождение между теоретическим и экспериментальным прогибом фермы составило % (мм). Причинами этого могут являться неточности в измерениях, неравномерность распределения нагрузки на пояса фермы, дефекты металла фермы, остаточные пластические деформации. Лабораторная работа №4 Цель работы: определить экспериментальным путем значения напряжений и усилий в стержнях фермы и сравнить их с найденными теоретическими; определить опытные и теоретические значения прогибов фермы в середине пролета; сделать выводы о действительной работе фермы. На рисунке 4.1 дана схема испытания стальной фермы. Пролет фермы , высота (по обушкам). Все элементы поясов фермы выполнены из неравнополочных уголков широкими полками наружу 2L75x50x8, а элементы решетки – из равнобоких уголков 2L45x4. Материал стержней – профильная сталь С245; Ry=240 МПа; Е=2,06·105 МПа. Деформации стержней измеряются проволочными петлевыми тензорезисторами базой 20 мм и тензостанцией с автоматической балансировкой. Перемещения приопорных участков, а также нижнего пояса фермы в середине ее пролета определяются с использованием индикаторов или прогибомеров. Схема фермы, схема ее нагружения, места установки приборов, а также обозначения стержней приведены на рисунке 4.1.
Рисунок 4.3 - Геометрическая схема фермы. Таблица 12 - Геометрические характеристики сечения
Таблица 13 - Характеристики стержней
Таблица 14 - Показания прогибомеров
Прогиб фермы по экспериментальным данным: Теоретический прогиб фермы определим по формуле Максвелла-Мора: Расхождение между теоретическим и экспериментальным прогибом фермы:
Таблица 15 - Показания тензорезисторов (начало)
|