Определение главных напряжений при кручении тонкостенной трубы
Цель работы состоит в определении главных напряжений в тонкостенной трубе при кручении. Работа проводится на установке (рис.14), состоящей из двух тонкостенных стальных труб 1, с одного конца защемленных в массивном стальной плите 2. К другим концам труб присоединены рычаги 3, верхние концы которых стягиваются винтом 4. Возникающая при этом сила по стяжке измеряется динамометром 6. Нагрузка прикладывается на расстоянии Н (рис.15) от осей труб и вызывает их кручение с возникновением в поперечных сечениях крутящего момента Мк=PH. Рис. 14 Рис. 15 Рис.16
На поверхности трубы наклеены три тензорезистора 5 (рис.16), два из которых I и III ориентированы под углом 45° к оси трубы, т.е. по направлению главных напряжений σ1 и σ2. При таком расположении I-й тензорезистор регистрирует растяжение, а III-й-сжатие. II-й тензорезистор расположен перпендикулярно оси трубы, где нормальные напряжения равны нулю. Показание II-го тензорезистора позволяет контролировать соблюдение этого условия. Порядок проведения работы. Производятся обмеры наружного диаметра трубы DH, толщины её стенок t и длины плеча рычага H. Труба нагружается начальным моментом для устранения зазоров в установке. С помощью тензометрического моста начальные отсчеты записываются в таблицу. Труба нагружается моментом М и записываются показания прибора. Вычисляются величины главных деформаций ∆ε i=∆nср Кε. Пользуясь формулой обобщенного закона Гука, определяются величины приращения главных напряжений Таблица
Лабораторная работа №7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В БАЛКЕ ПРИ ИЗГИБЕ Цель испытаний состоит в ознакомлении с распределением нормальных напряжений по сечению балки при прямом изгибе и определении главных напряжений в нейтральном слое балки. Изгибу подвергается двутавровая балка АВ, лежащая на двух опорах, усилие на которую передается через вспомогательную балочку С D(рис.17) в точках С и D.
Балка с опорами и вспомогательной балочкой устанавливаются на подвижную траверсу испытательной машины ГРМ-1. На участке CD балки имеет место чистый изгиб (Q=0, М=const), на участках АС и ВD - поперечный изгиб (Q≠0, М≠const). В сечении К- К по высоте балки наклеены 10 тензорезисторов, которые расположены симметрично по 5 с каждой стороны нейтрального слоя балки. Схема наклейки тензорезисторов показана на рис.18. Рис. 18
Определение главных напряжений на уровне нейтральной оси балки производится на участках поперечного изгиба АС и BD. Для этого на оси балки под углом 45° к ней на расстоянии С= 50 см от опор наклеиваются тензорезисторы 11, 12, 13 и 14. Порядок проведения работы. Для обжатия установка предварительно нагружается силой Р= 500 кг и показания тензорезисторов записывают в лабораторный журнал. В дальнейшем нагрузка увеличивается ступенями до её конечного значения. На каждой ступени нагружения показания тензорезисторов записываются в таблицу журнала. Тензорезисторы с 1 по 5, расположенные выше оси балки, фиксируют деформацию сжатия, а тензорезисторы с 6 по 10 - деформацию растяжения продольных волокон балки. Обработка результатов. В журнал записывают все данные, характеризующие размеры балки: длину, расстояние между местом приложения нагрузки и опорами балки, момент инерции сечения Ƴt, момент сопротивления сеченияWz, модуль продольной упругости Е материала, расстояния от тензорезисторов до нейтральной оси балка yi. Подсчитываемое приращение показаний тензорезисторов Σni, соответствующие приращению напряжений σ или изгибающего момента Мz на каждой ступени нагрузки, определяются средние величины приращений.
Нормальные напряжения в точке сечения балки подсчитывают по формуле: σx=Eεx=E∆nср*Kε На основании полученных для точек I-10 значений строится экспериментальная эпюра нормальных напряжений. Для сопоставления результатов опыта с расчетными значениями производят вычисления нормальных напряжений по формуле: yi - расстояние соответствующей с i-й точки сечения балки от нейтральной оси. Подставляя вместо Mz его - значение в расчетную формулу напряжений, получим: По найденным значениям напряжений отроится эпюра, которую сопоставляют с экспериментальной.
Определение главных напряжений. Величины главных напряжений определяются по формуле: при = 0 (на уровне нейтрального слоя) = По формуле Журавского касательные напряжения в точках нейтральной оси , где - статический момент отсеченной части сечения относительно оси Z. Подставляя в формулу значения , , Yt, b изтаблицы сортамента, найдем теоретическое значение , а следовательно σ1, и σ2. Так как точки нейтральной оси находятся в плоском напряженном состоянии, напряжения по замеренным деформациям ε определяются по формулам: где и - относительная деформация в главных направлениях. Полученные значения и , сравнивают с теоретическими и
Таблица
Лабораторная работа № 8
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|