Порядок выполнения работы
В первой части работы следует ознакомиться с испытательной машиной и тензометром.
Записать в журнал работ характеристики тензометров и размеры образца.
Заложить образец в захваты машины и установить на него тензометры.
После проверки готовности машины к испытанию следует дать предварительную нагрузку на образец и при этой нагрузке записать показания тензометров. Далее равными приращениями увеличивать нагрузку, записывая каждый раз показания тензометров. Нагружение производить в пределах упругих деформаций, что предусматривается заранее.
После ряда (5–6) замеров нужно разгрузить образец полностью, выключить машину и вынуть образец из захватов.
Далее производят вычисления приращений показаний для каждой ступени нагружения обоих тензометров, среднее приращение по каждому тензометру и среднее приращение по обеим шкалам.
Вычисляются средняя относительная деформация, приращение напряжения и модуль продольной упругости испытываемого материала.
Во второй части последовательность работы такая же, как и в первой. После нагружения образца и записи опытных данных производится их обработка.
Вычисляют приращения показаний при каждой ступени нагружения и среднее приращение по каждому тензометру.
Вычисляют средние относительные поперечные и продольные деформации и по ним определяют величину коэффициента Пуассона стали. В журнале работ также делают зарисовку образца с установленными на нем тензометрами.
10.2.4. Пример обработки опытных данных
а) Определение модуля продольной упругости стали
Испытательная машина ГМС – 20
Характеристика испытываемого образца
Материал сталь.
Размеры образца:
диаметр d = 1 см;
площадь поперечного сечения А = πּd2/4 = 0,785 см2.
Характеристика тензометров
Коэффициент увеличения k1 = k2 = 500; база Б = 100 мм.
Таблица наблюдений
| Нагрузка F, кН | Приращение нагрузки ΔF, кН | Левый тензометр | Правый тензометр | ||
| nлев, мм | Δлев,мм | nпр, мм | Δпр, мм | ||
| 2,5 |
| 17,0 |
| 10,0 |
|
| 5,0 | 2,5 | 25,2 | 8,2 | 18,0 | 8,0 |
| 7,5 | 2,5 | 33,2 | 8,0 | 26,0 | 8,0 |
| 10,0 | 2,5 | 41,0 | 7,8 | 33,8 | 7,8 |
| 12,5 | 2,5 | 49,0 | 8,0 | 41,1 | 7,3 |
| 15,0 | 2,5 | 56,5 | 7,5 | 48,6 | 7,5 |
Среднее приращение
по левой шкале 
= 7,9 мм.
Среднее приращение по правой
шкале 
= 7,72 мм.
Среднее приращение по обеим
шкалам 
= (7,9 +7,72)/2 = 7,81 мм.
Средняя относительная продольная деформация на интервале нагрузки ΔF = 2,5 кН
Среднее приращение напряжения
Модуль продольной упругости стали
Задача 5.2.10. Определить максимально допустимое значение усилия, передаваемого
со струбцины (рис. 5.2.13) на абсолютно жесткое тело К, чтобы деформации в струбцине
оставались упругими. Поперечное сечение струбцины прямоугольное b×h = 0,006
м × 0,025 м, размер с = 0,075 м, предел упругости материала струбцины
σpr = 200 МПа.
Ответ: Fadm = 1,58 кН.
Задача 5.2.11. На рис. 5.2.14 изображено поперечное сечение бруса и показаны центры тяжести четырех простых элементов, составляющих это поперечное сечение.
Требуется построить яд-ро сечения для заданного поперечного сечения.
Решение. Найдем положение центра тяжести всего поперечного сечения. Главная ось у совпадает с осью симметрии сечения. Вычислим пло-щади четырех простых элементов:
А1 = 0,6·1,4/2 = 0,42 м2; А2 = 0,5·1,4 = 0,7 м2; А3 = 0,8·0,6 = 0,48 м2;
А4 = π0,32/2 = 0,1413 м2.
Площадь всего поперечного сечения будет А = А1+А2+А3+А4 = 1,74 м2.
Положение главной оси z относительно случайной оси z/ находим по формуле (2.1.6):
Определим главные моменты инерции относительно осей у и z:
Вычисляем квадраты радиусов инерции поперечного сечения:
; 
Нейтральная линия проходит через точки с координатами z = 0, у = bо и z = ао, у = 0, которые можно вычислить при помощи формул (5.2.3). Эти формулы для рассматриваемого случая примут вид:
(а)
Если внешняя сила приложена в пределах ядра сечения, то во всем сечении будут нормальные напряжения одного знака. Предположим, что нулевая линия проходит через точки 1 и 2 поперечного сечения, следовательно, bo = 1,016 м; tgα = 0,7/0,6; ао = bo tgα = 1,016·0,7/0,6 = 1,185 м.
Из формул (а) находим эксцентриситеты точки приложения сосредоточенной силы
Откладываем эти координаты на рис. 5.2.14 и находим точку О1-2. Таким образом, если приложить силу в точке О1-2, то нулевая линия будет проходить через сторону 1 — 2 поперечного сечения. Следовательно, во всем сечении будут нормальные напряжения одного знака.
Теперь предположим,
что нулевая линия проходит через точки 2 и 3 поперечного сечения. В этом случае
ао = 0,7 м; bo = 
, а формулы (а) дают
По этим координатам строим точку О2-3 (рис. 5.2.14).
Далее предположим, что нулевая линия проходит через точки 3 и 4, причем в точке 4 она является касательной линией к круговому контуру поперечного сечения. Значения ао и bo в этом случае можно вычислить теоретически, но это будет довольно сложной операцией, поэтому ограничимся непосредственным измерением ао и bo на рис. 5.2.14, т.е. определим их графически: ао = 0,74 м, а bo = –1,62 м. Тогда
По этим координатам строим точку О3-4.
Проводим нулевую линию через точку 5 параллельно оси z, тогда ao = =, bo = –yC = –1,184 м. По формулам (а) находим координаты
точки О5, где по предположению должна быть приложена сила внецентренного сжатия
или растяжения,
Наконец, проводим нулевую линию через точку
1 параллельно оси z. В этом случае bo = 1,016 м; ао =. Точка О1 — точка приложения силы — будет иметь координаты:
Точки О1, О1-2, О2-3, О3-4 соединяем прямыми линиями, а точки О3-4 и О5 — выпуклой кривой линией. Учитывая симметрию поперечного сечения, продолжаем построения дальше. Внутренняя область, ограниченная построенной линией, будет являться ядром заданного поперечного сечения.
