Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Лабораторна робота №3




ВИПРОБУВАННЯ ЗРАЗКІВ ІЗ РІЗНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЗРІЗ ТА ЗМИНАННЯ

Мета роботи: Ознайомитись з методом випробування зразків з різних матеріалів на зріз (сколювання) і зминання. Навчитися визначити границю міц­ності матеріалу на зріз (сколювання), а також допустимі напруження на зріз (сколювання) та зминання.

Обладнання, інструменти, пристрої:випробувальна машина Р-5, спеціальних пристроїв для дослідження на зріз, сколювання та зминання, штангенциркуль, олівець, лінійка.

 

1. Короткі теоретичні відомості.

Чистим зсувом називається такий випадок плоского напруженого стану, при якому в околі даної точки може бути виділений елементарний паралелепі­пед з боковими гранями, які знаходяться під дією лише дотичних напружень.

При чистому зсуві нормальні напруження на довільних взаємно перпен­дикулярних площинах рівні одне по одному по величині та протилежні по на­прямку:

(1)

Прямопропорційна залежність між відносним зсувом та дотичними на­пруженнями називається законом Гука при зсуві:

(2)

Між модулями пружності першого та другого роду існує залежність:

(3)

Із теорії відомо що міцність деталей та елементів конструкцій на зріз та сколювання перевіряють за величиною дотичних напружень, що утворилися при цьому.

Умова міцності елементів металевих конструкцій на зріз має вигляд:

(4)

 
 

де - площа перерізу зрізу (див. рис. 1, а).

Рис. 1. Руйнування заклепки шляхом зрізу (а) та зминання (б).

Умова міцності елементів дерев’яних конструкцій на зріз або сколювання вздовж волокон має вигляд:

 
 

(5)

‑ площа перерізу сколювання (див. рис. 2).

Рис. 2. Руйнування елементів дерев’яних конструкцій шляхом зрізу (сколювання).

На величину дуже впливає напрям дії сили відносно волокон (вздовжчи поперек).

Елементи конструкцій, крім зрізу і сколювання, потрібно перевіряти ще на зминання.

Перевірка елементів конструкцій на зминання має вигляд:

(6)

 
 

- площа зминання (див. рис. 1, б),

Рис. 3. Пристрій для проведення випробувань металевих зразків на

зріз (а) та зминання (б).

Випробування на зріз, сколювання і зминання проводять на розривній машині, типу Р-5, і застосуванням спеціальних пристроїв (рис. 3.).

Металеві зразки випробовують на зріз за допомогою спеціального прист­рою, який зображений на рис. 3, а. Причому, Границю міцності визна­чаємо за формулою:

(7)

а допустиме дотичне напруження на зріз:

(8)

де - коефіцієнт запасу міцності, його приймемо: .

Між границями міцності на зріз і на розтяг для стальних зразків, існує співвідношення:

Відповідно й допустиме дотичне напруження на зріз становить таку саму частку від допустимого нормального напруження на розтяг:

Металеві зразки випробовують на зминання за допомогою спеціального пристрою, який зображений на рис. 3, б; причому > . Для визначення граничної величини напруження зминання, визначають зусилля , при якому матеріал досягає границі текучості

(9)

Допустиме напруження на зминання приймають:

(10)

Для випробування дерева на сколювання вздовж волокон використову­ють пристрій, зображений на рис. 4, а, а для випробування дерева на зминання (перерізання) впоперек волокон - пристрій зображений на рис. 4, б.

Границя міцності на зріз визначається за формулою:

(11)

 

 

Допустиме дотичне напруження на зріз визначається так:

 

 

(12)

 
 

де - коефіцієнт запасу міцності, приймаємо його =1,5.

 

Рис. 4. Пристрій для випробовування дерева на зріз (сколювання) вздовж волокон (а), та для випробовування дерева на зминання (перерізування) впоперек волокон (б).

Для визначення допустимого напруження на зминання визначають гра­ничні напруження зминання визначивши величину зусилля , при якому деревина починає зминатисяза формулою:

, (13)

а допустиме напруження зминання визначають:

 

Таблиця 1.

Матеріал Допустимі напруження, МПа
на зріз та сколювання на зминання
Сталь низьковуглецева:    
заклепки в продавлених отворах 225-274
заклепки в просвердлених отворах 274-314
Болти точені 88-118 196-294
Болти неточені, чорні 69-83 167-196
Чавун 24,5-33 59-73
Мідь -
Сосна    
вздовж волокон 9,8 7,8
поперек волокон 0,5 2,3
Дуб (вздовж волокон) 1,5 10,8

2.Порядок виконання роботи.

2.1.Випробування металевих зразків на зріз.

Перш за все необхідно виміряти діаметр зразка. До прикладання наванта­ження необхідно закріпити спеціальний пристрій (рис. 3, а) разом із зразком у захватах розривної машини Р-5.

Після прикладання навантаження необхідно визначити найбільше наван­таження, при якому відбулося руйнування (зріз) зразка. Використовуючи зразки з інших сплавів та сталей повторюємо випробування. Використовуючи формули (7) та (8), проводимо необхідні обчислення. Результати випробувань заносимо в таблицю 2.

 

2.2. Випробування металевих зразків на зминання

Вимірюємо діаметр зразка. Закріплюємо спеціальний пристрій (рис. 3, б) разом із зразком у захватах розривної машини Р-5. Після прикладання наванта­ження, визначаємо навантаження , при якому матеріал досягає границі теку­чості. Повторюємо експеримент, використовуючи інші сплави та сталі. Вико­ристовуючи формули (9) та (10) проводимо відповідні обчислення. Результати випробувань заносимо в таблицю 2.

 

3. Випробування дерева на сколювання та зминання (перерізання).

Для визначення границі міцності на зріз при дії сили вздовж волокон, де­рев’яний зразок вставляють у пристрій (рис. 4, а), який розміщують на робочих площадках розривної машини і визначають найбільше навантаження Р1, при якому відбулося сколювання деревини. Використовуючи зразки з інших порід деревини, повторюємо експеримент. Використовуючи формули (11) та (12) визначаємо границю міцності на зріз та допустиме навантаження на зріз. Ре­зультати вимірювань та обчислень заносимо в таблицю 2.

Для визначення допустимого напруження на зминання при дії сили попе­рек волокон, зразок з дерева вставляють у пристрій (рис. 4, б) який розмішують на робочих площадках розривної машини, і визначають величину зусилля Р2, при якому деревина починає зминатися.

Використовуючи зразки з інших матеріалів, тобто з інших порід дереви­ни, повторюємо експеримент. Підставляючи значення у формулу (13), визнача­ємо допустиме напруження на зминання при дії сили поперек волокон. Резуль­тати випробувань та обчислень, заносимо в таблицю 2.

 

 

3. Контрольні питання.

Який напружений стан називається чистим зсувом?

Чому дорівнюють головні напруження при чистому зсуві?

Якими параметрами можна виміряти, описати деформацію зсуву?

Сформулювати закон Гука для зсуву і вказати його формулу.

Яка залежність існуєміж пружними станами матеріалу?

Як визначається площа перерізу заклепкового з’єднання?

Як визначається площа зминання заклепкового з’єднання?

Якийвидмає умова міцності елементів дерев’яних конструкцій на зріз або сколювання вздовж волокон?

Який вигляд має умова міцності заклепкового з’єднання на зминання?

Який вид має умова міцності заклепкового з’єднання назріз?

Література.

Писаренко Г.С, та інші "Опір матеріалів. – К.: "Вища школа", 1986. - 776 с.

Посацький С.Л. "Опір матеріалів" – Львів, в-цтво Львівського університету, 1975. - 358 с.

Оберніхін С.А., Рудськой В.А. Гедвилло О.І. "Опір матеріалів" (лабораторні роботи).-К.: Вища школа, 1983.-80 с.

Афанасьев А.М., Марьин В. А. "Лабораторный практикум по сопротивлению материалов". -М.: М.: Наука, 1975.-287 с.

Цурпал И.А., Барабан Н.П., Швайко В.М. "Сопротивление материалов (лабораторные работы)". - К.: Вища школа, 1988.-245 с.
Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка

Кафедра машинознавства і матеріалознавства

Лабораторія опору матеріалів

201_

Група Дата виконання роботи

Прізвище та ініціали студента

 

Лабораторна робота №3.

Випробування зразків із різних матеріалів на зріз та зминання.

Мета роботи: Ознайомитись з методом випробування зразків з різних матеріалів на зріз (сколювання) і зминання. Навчитися визначити границю міцності матеріалу на зріз (сколювання), а також допустимі напруження на зріз (сколювання) та зминання.

Обладнання, інструменти, пристрої: випробувальна машина Р-5, спеціальних пристроїв для дослідження на зріз, сколювання та зминання, штангенциркуль, олівець, лінійка.

Вихідні дані:

 

1. Діаметр взірця: d=м;

(розмір поверхні зрізу)

2. Розміри поверхні зминання d=________м;

взірця ( ) δmin=________м.

З. Розміри поверхні сколу b=________м;

(зрізу) ( ) =________м.

4. Розміри поверхні зминання

(перерізування)

) b=________м;

=________м.

Висновки:

 

 

підпис студента Робота прийнята з оцінкою __________________________ підпис викладача

Таблиця 2

Матеріал Наванта­ ження Площа Границя міцності Допустимі напруження
на зріз і сколювання на зминання
           
           
           

.

Таблиця 1

Матеріал 1 2 3
Матеріал
Навантаження
Площа
Границя міцності: на зріз , МПа на зминання , МПа
Границя міцності на розтяг , МПа
Допустимі напруження: на зріз та сколювання , МПа на зминання , МПа
 

 







Дата добавления: 2015-10-01; просмотров: 861. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия