Журнал випробувань

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 646

Випробувальна машина - KM-50

Ескізи зразків

До випробування Після випробування

Контрольні запитання для самоперевірки

1. Яка мета роботи?

2. Записати та сформулювати закон Гука при крученні.

3. Яка границя придатності закону Гука?

4. Якою характеристикою матеріалу є модуль зсуву?

5. Чому дорівнює модуль зсуву для сталі?

6. Що ми називаємо крутною жорсткістю валу? Від чого вона залежить?

7. Які напруження виникають в поперечних і нахилених перерізах валу при крученні?

8. Під дією яких напружень відбувається руйнування стального, чавунного зразків?

9. Як відбувається руйнування зразка з деревини?

Лабораторна робота № 6

Випробування гвинтової пружини з малим кроком витків

Мета роботи: Визначення осадки циліндричної гвинтової пружини з малим

кроком витків та модуля зсуву матеріалу пружини.

Теоретичні відомості.

Рис. 15

Випробування пружини з малим кроком витків з метою визначення модуля зсуву її матеріалу G виконують наступним чином. Пружину вертикально закріплюють до жорсткої опори одним її кінцем, який розміщується на осі пружини, а до другого кінця, який також розміщується на осі пружини, прикладають розтягуючу або стискаючу силу F. Після цього вимірюють переміщення нижнього витка пружини. Для наочності випробування слід підібрати розміри пружини таким чином, щоб її осадку можна було виміряти безпосередньо приставною лінійкою.

Навантаження пружини доцільно робити декількома ступенями ∆F для того, щоб з’ясувати залежність між навантаженням F та деформацією пружини δ.

За результатами випробувань визначають середній приріст осадки пружини Δδ, який відповідає прийнятому кроку ΔF зміни навантаження.

Для пружини з малим кроком витків осадка δ визначається за формулою

де D – середній діаметр витків пружини,

d – діаметр стержня пружини,

G – модуль зсуву матеріалу пружини,

F – осьове навантаження,

δ – осадка пружини, тобто переміщення точки прикладання сили вздовж

осі пружини,

n – число витків.

З записаної вище формули визначимо модуль зсуву G матеріалу пружини

Для визначення модуля зсуву G по цій формулі необхідно знати середній діаметр витків циліндричної пружини D, який визначаємо за формулою

де d – діаметр дроту пружини,

D₁ – зовнішній діаметр витків.

Необхідно мати на увазі, що діаметр дроту визначається як середнє арифметичне із декількох вимірювань в різних місцях пружини.

Також при виконанні лабораторної роботи необхідно враховувати, що при виводі формули для визначення осадки пружини передбачалось, що матеріал пружини працює у межах закону Гука, тобто максимальні дотичні напруження, які виникають в точках поперечних перерізів витків пружини не повинні перевищувати границі пропорційності

.

Як відомо, максимальні дотичні напруження в поперечному перерізі витків виникають на зовнішніх волокнах дротин пружини (точка А), і складаються з дотичних напружень зсуву t₁ та кручення t₂ (рис. 15).

Тоді умова для визначення придатності формул, які використовуються в цій лабораторній роботі, набуває вигляду

.

Звідси визначаємо максимальне значення осьової сили, яку можна прикласти до пружини

,

де – границя пропорційності при крученні для матеріалу, з якого виготовлена пружина.