Содержание работы
Содержание и объем данной работы может регулироваться преподавателем в зависимости от числа лабораторных установок, количества учащихся в группе и т.п. Здесь рассматривается вариант, когда выполняются испытания на изгиб трех различно нагруженных балок.
Первая балка (расчетная схема ее показана на рис. 11.1.3) испытывает в средней части так называемый «чистый изгиб», при котором в поперечных сечениях этой части балки действуют лишь внутренние изгибающие моменты, а поперечных сил нет (эпюры Q и М на рис. 11.1.3).
Вторая балка, показанная на рис. 11.1.4, нагружается сосредоточенной силой в середине полета. В поперечных сечениях, лежащих в пролете этой балки, действуют как изгибающие моменты, так и поперечные силы (эпюры Q и М на рис. 11.1.4).
Третья балка, показанная на рис.
11.1.5, представляет собой консоль, нагруженную на свободном конце сосредоточенной
силой.
На поверхности испытываемых балок в отдельных сечениях устанавливаются с помощью струбцин рычажные тензометры, c помощью которых определяются продольные деформации. В данном случае определяются деформации крайних (наиболее удаленных от нейтрального слоя) волокон сечений.
Нормальные напряжения на основании опытных данных определяются с помощью закона Гука σ = Еε.
Обычно модуль упругости Е материала испытываемой балки известен и остается определить в опыте относительные деформации ε. При коэффициенте увеличения тензометров k и базе Б относительная деформация определится по формуле
где Δ — разность отсчетов по шкале тензометра. Определяемые из опыта деформации и напряжения относятся к точке, расположенной в середине базы тензометра. Это необходимо учитывать и при установке тензометров, и в расчетах.
Первые отсчеты по приборам делаются при начальном нагружении балок. В дальнейшем нагрузку увеличивают равными ступенями, при каждом нагружении производят отсчеты по приборам и вычисляют приращения. По средним приращениям деформаций вычисляют приращения напряжений. Напряжения, полученные в опыте, сопоставляют с вычисленными теоретически. Поскольку в опыте напряжения определяются для крайних волокон, при вычислении теоретических значений напряжений вместо формулы σ = Му/Iz следует использовать формулу
где М – изгибающий момент в данном сечении балки; Iz — осевой момент инерции сечения балки; Wz — осевой момент сопротивления сечения балки; y — расстояние от исследуемой точки до нейтрального слоя балки.
Для сравнения величин нормальных напряжений, полученных расчетом и опытным путем, рассчитывается расхождение η между ними в процентах к теоретическим значениям
Под схемами нагружения балок в журнале работ вычерчиваются эпюры поперечных сил и изгибающих моментов с указанием на них соответствующих числовых значений в принятой размерности.
Задача 6.1.4. Как изменится критическая сила, определяемая по формуле Эйлера, если все размеры прямоугольного сечения стержня увеличатся в 2 раза?
Ответ: 
увеличится в 16 раз.
Задача 6.1.5. Как изменится критическая сила, определяемая по формуле Эйлера, если длина стержня увеличится в 2 раза?
Ответ: уменьшится в 4 раза.
Задача 6.1.6. Как изменится критическая сила, определяемая по формуле Эйлера, если размер h (высота) прямоугольного поперечного сечения (рис. 2.2.2) увеличить в 2 раза?
Ответ: увеличится в 2 раза.
Задача 6.1.7. Определить
критическую силу для деревянной стойки прямоугольного поперечного сечения 10
20 см и длиной 8 м, если оба конца стойки шарнирно закреплены.
Материал стойки — сосна с модулем продольной упругости Е = 
МПа.
Решение. Согласно рис. 6.1.1 принимаем
Определяем гибкость стойки 
Следовательно, для определения критической силы будем применять формулу Эйлера (6.1.1):
мН = 25,68 кН.
Задача 6.1.8. Решить задачу 6.1.7 при условии, что оба конца стойки защемлены.
Ответ: = 102,72 кН.
Задача 6.1.9. Определить критическую силу и критическое напряжение для стальной стойки длиной l = 5 м, один конец которой жестко защемлен, а другой — свободен. Поперечное сечение стойки показано на рис. 2.3.3.
У к а з а н и е. Можно взять без расчета результаты примера 2.3.3.
Ответ: 
Задача 6.1.10. Определить критическую силу и критическое напряжение для центрально сжатой стальной стойки длиной l = 6 м, один конец которой жестко защемлен, а другой шарнирно оперт. Поперечное сечение стойки показано на рис. 2.3.4.
У к а з а н и е. Можно взять без расчета результаты примера 2.3.4.
Ответ: 
