Журнал экспериментальных измерений и их обработки

Чугуны………………………………(0,45-0,80) 10⁵

Алюминиево-магниевые сплавы…...0,27 10⁵

Латуни……………..…………………0,35 10⁵

Пластмассы….………………………(0,0002-0,25) 10⁵

Древесина…………………………….0,0065 10⁵

Основные упругие характеристики материалов: модуль сдвига (G), модуль Юнга (Е) и коэффициент Пуассона (μ) связаны соотношением

.

ОПИСАНИЕ НАЛАДКИ

Схема наладки для проведения лабораторной работы приведена на рис.2.

На силовой плите (1) лабораторного стола установлены, закрепленные болтами в Т-образном пазе силовой плиты, неподвижная (2) и опорная (3) стойки, на которых смонтирована исследуемая модель (4) – тонкостенный ступенчатый стержень, у которого часть меньшего диаметра стальная, а большего - дюралевая. Осевой конец модели (4) зафиксирован в отверстии стойки (2).

На свободном конце модели (4) расположен шарикоподшипник (5), который свободно опирается на стойку (3), чем обеспечивается нагружение модели (4) только крутящим моментом (рис. 3а). Крутящий момент создается силой, которая прилагается к жестко закрепленному на конце модели силовому рычагу (6) через датчик усилий ДУдо 0,5кН (7) от силовой винтовой пары (8).

Рис.2Схема наладки для лабораторной работы

Нагружающая сила создается вращением силовой винтовой пары (8). Ее величина контролируется блоком измерителя силы (ИС).

Угол закручивания на рабочей длине образца определяется относительным поворотом двух его сечений (рис.3б). Для этого на одном из них жестко закреплен Г-образный кронштейн (9), а на другом - кронштейн (10) с индикатором часового типа ИЧ(11). Измерительный штифт ИЧ опирается на свободный конец Г-образного кронштейна (9) и измеряет относительное вертикальное перемещение рычагов (9) и (10), которое пропорционально относительному углу поворота концов участка длиной l, т.е. углу закручивания этого участка (рис.3в).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Для устранения зазоров в собранной модели произвести ее предварительное нагружение и вывести показания ИЧ на ноль,

2. Произвести последовательное нагружение модели усилиями Р_i = 100Н,200Н и 300Н           (ΔР = 100Н), контролируя их значение по показаниям блока измерителя силы ИС. Для каждой ступени нагружения снять показания ИЧ(n_i) и занести их в журнал измерений.

3.Для каждой ступени нагружения рассчитать угол закручивания по формуле

φ_i = 0,01 n_i / h,

где h = 80мм – длина кронштейна (10) крепления ИЧ (рис.3б),

0,01мм - цена единицы измерения ИЧ.

4.По результатам измерений построить график φ – М_кри аппроксимировать его прямой линией.

Журнал экспериментальных измерений и их обработки

5. Определить среднее приращение показаний ИЧ на ступень нагружения Δn_ср.

6.Для Δn_ср определить среднее приращение угла закручивания

Δφ_ср = 0,01 Δn_ср / h.

7. По формуле

,

ΔМ_к = ΔР a,

где l = 100мм – длина рабочей части модели,

а = 200мм – расчетная длина силового рычага (13) (рис.3а),

D = 20мм – наружный диаметр рабочей части модели,

d = 16мм – внутренний диаметр рабочей части модели.

вычислить экспериментально определенный модуль сдвиг G и сравнить с нормативным значением.

8.Составить отчет по лабораторной работе.

9.Защитить лабораторную работу.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Чему равен модуль сдвига для основных материалов?

2.Между какими физическими величинами модуль сдвига является коэффициентом пропорциональности?

3.Как угол закручивания в радианахпересчитать в градусы?

4.По какой формуле рассчитывается модуль сдвига при его экспериментальном определении?

5.Что такое крутящий момент? Как он определяется в этой лабораторной работе?

6.Что такое угол закручивания? Как он определяется в этой лабораторной работе?

7.Что такое полярный момент инерции поперечного сечения? Чему он равен для круглого сплошного и тонкостенного цилиндрического сечений?

8.Что называется кручением?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Кулон Шарль Огюстен(1736-1806) французский физик и военный инженер, член Парижской академии. Научные работы относятся к электричеству, магнетизму, прикладной механике.

Гук Роберт (1635-1703) английский физик, секретарь Лондонского королевского общества, профессор Лондонского университета. куратор экспериментаторов Лондонского королевского общества. Научные работы относятся к теплоте, оптике, небесной механике.

Пуассон Симон Анри(1781-1840) французский механик, физик, математик, член Парижской и Петербургской академий наук, профессор Политехнической школы и Парижского университета. Научные работы относятся к теоретической механике, математике, математической физике, баллистике и тории упругости.

Выполнил студент группы

Принял

Мы поможем в написании ваших работ!