Лабораторные работы по проверке теоретических положений сопротивления материалов Опытная проверка теории внецентренного растяжения (сжатия) Задача. Определить вертикальное перемещение Определить величины осевых моментов инерции

Задачи по сопротивлению материалов Строительная механика

Опытная проверка теории внецентренного растяжения (сжатия)

Цель работы – опытное определение величин нормальных напряжений при внецентренном растяжении или сжатии стержня и сравнение их с расчетными значениями.

Применяемые машины и приборы

Опыты проводятся на универсальных испытательных машинах, описание которых дано в п. 10.1.1 и др.

Измерение деформаций производится с помощью рычажных тензометров.

11.4.2. Содержание работы

 В работе испытанию на растяжение или сжатие в пределах упругости подвергается образец из заранее выбранного материала.

Ниже рассматривается вариант работы, когда испытанию на растяжение подвергается стальной образец прямоугольного поперечного сечения (рис. 11.4.1), причем нагрузка равными ступенями прикладывается с некоторым эксцентриситетом е по одной оси относительно центра сечения. Рычажными тензометрами Т1, Т2, Т3, располагающимися на стержне так, как показано на рис. 11.4.1, замеряются линейные деформации соответствующих волокон на каждой ступени нагружения образца и определяются опытные относительные деформации εоп тех же волокон по формуле

где Δi,ср – среднее приращение показаний соответствующего тензометра (i= 1, 2, 3) на интервале нагрузки; ki – коэффициент увеличения i-го тензометра; Б – база тензометра.

Затем определяются опытные напряжения в указанных точках стержня с использованием закона Гука:

Теоретические значения нормальных напряжений в тех же точках можно найти, исходя из общей формулы для расчета напряжений при внецентренном растяжении

В рассматриваемом здесь частном случае приложения нагрузки к образцу (рис.11.4.2) имеем:

N = F, My = Fe, Mz = 0.

Если учесть координаты точек 1, 2, 3, где закреплены тензометры Т1, Т2 и Т3, и знак изгибающего момента Мy, то формула для напряжений примет следующий вид:

для точки 1:  

(напряжение от силы F – растягивающее, напряжение от действия момента Мy – сжимающее);

для точки 2: 

(напряжение от действия момента равно нулю, так как ось y в случае изгиба моментом Мy является нейтральной);

для точки 3: 

(напряжения от действия и силы F и момента Мy – растягивающие);

осевой момент сопротивления равен Wy = bh2/6.

После определения опытных и расчетных значений нормальных напряжений их необходимо сравнить между собой и найти расхождение, т.е. определить величины

11.4.3. Порядок выполнения работы

Закрепить образец в захватах испытательной машины и установить на нем три тензометра.

Дать небольшую начальную нагрузку и записать начальные отсчеты по тензометрам.

Произвести ступенчатое нагружение стержня, записывая на каждой ступени показания тензометров.

Разгрузить образец до начальной нагрузки и сверить показания тензометров с первоначальными. При значительном расхождении опыт повторить.

Снять нагрузку с образца и обработать опытные данные, определив напряжения в точках 1, 2, 3.

Подсчитать теоретические значения нормальных напряжений в тех же точках.

Сравнить опытные и теоретические значения напряжений, найдя расхождение в их величине.

Опытная проверка теории косого изгиба Целью работы является проверка теоретических формул для расчета напряжений и перемещений при косом изгибе.

Испытание стальных образцов на продольный изгиб Цель работы – демонстрация явления потери устойчивости формы стержней; определение величин критических сил при продольном изгибе стержней различных размеров с разным способом закрепления концов и сопоставление установленных в опыте величин критических сил с их значениями, рассчитанными по соответствующим формулам сопротивления материалов.

Испытание стальной трубы на изгиб с кручением Целью работы является проверка экспериментальным путем теоретических формул для расчета главных напряжений и положения главных площадок при изгибе с кручением стальной трубы, а также знакомство с электрическим методом измерения деформаций.

Цель строительной механики стержневых систем, называемой обычно просто строительной механикой, но уже в узком смысле слова, - вооружить будущего инженера знаниями, необходимыми для проектирования сооружений промышленного и гражданского строительства. Умение решать задачи строительной механики - это есть умение проектировать сооружения, умение оценивать их прочность и надежность.
Расчеты на прочность и жесткость валов круглого и кольцевого сечений