Протокол испытаний на кручение

Построить график изменения угла закручивания (или пропорциональной ему величины показаний торсиометра ) в зависимости от величины крутящего момента ,для чего используйте две последние колонки таблицы. Если экспериментальная зависимость φ = φ(Т) линейная, то полученные данные можно использовать для определения модуля упругости второго рода.

Определить средний угол закручивания образца , соответствующий одной ступени нагружения крутящим моментом ∆T, равным 5 Н∙м, по формуле

,

где с - цена деления шкалы торсиометра в радианах; т - число ступеней нагружения.

По формуле (4.3) определите модуль касательной упругости G.

Определение коэффициента Пуассона из опытных значений модулей нормальной и касательной упругости.

Определите коэффициент Пуассона из опытных значений модулей нормальной и касательной упругости по формуле (4.5).

Сравните вычисленную величину с данными прямого определения (4.6) и с табличным значением (см. табл. 4 Приложения). Сделайте вывод о взаимозависимости трех упругих постоянных Е, σ и μ.

Сделайте вывод о результатах выполненного экспериментального исследования в соответствии с целью лабораторной работы.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите упругие постоянные для изотропного материала, укажите их размерности.

2. Что характеризует модуль нормальной упругости? Какова его размерность?

3. Напишите формулу закона Гука при растяжении или сжатии и объясните смысл всех членов, входящих в формулу.

4. Что называется жёсткостью поперечного сечения стержня при растяжении и сжатии?

5. Что характеризует модуль сдвига? Какова его размерность?

6. Напишите формулу закона Гука при кручении. Объясните смысл всех членов, входящих в формулу.

7. Что называется жёсткостью сечения при кручении?

8. По какой формуле определяется полярный момент инерции круглого сечения и какая его размерность?

9. Что называется коэффициентом Пуассона и какая его размерность?

10. Напишите формулу, устанавливающую связь между тремя константами упругости Е, G и μ.

11. Каким методом определяется упругая линейная деформация образца при определении модуля нормальной упругости?

12. Почему при измерении линейной ∆l и угловой φ деформации необходимо ступенчатое нагружение растягивающей силой и крутящим моментом?

13. Какой вид имеют графики ∆l=f(F) и φ=f(T) при нагружении в упругой области?

14. Каким прибором измеряется упругая деформация при кручении? Каковы база прибора, цена деления шкалы?

15. Какие величины необходимо измерить опытным путем при определении модуля нормальной упругости?

16. Какие величины необходимо измерить опытным путем при определений модуля сдвига?

17. Какую величину не должны превышать возникающие в образце напряжения при определении модулей нормальной и касательной упругости? Почему?

18. Как изменится абсолютное удлинение образца и во сколько раз, если площадь поперечного сечения увеличить в два раза (при той же базе прибора и нагрузке)?

19. Какие относительные деформации в растягиваемом или сжимаемом образце больше: продольные или поперечные?

20. Какие знаки имеют продольные и поперечные деформации при растяжении и при сжатии образца?

21. Как изменится угол закручивания и во сколько раз, если диаметр образца увеличить в два раза (при той же базе прибора и крутящем моменте)?

22. С какой целью до снятия первых отсчетов по шкалам приборов образец нагружается предварительной нагрузкой?

23. Что характеризует наклон прямолинейного участка диаграмм растяжения в координатах σ-ε ?

24. Как влияет Е на величину деформации образца?

25. Что происходит с поперечными размерами бруса при его растяжении и сжатии?

26. Назовите величины E, G и μ для стали и некоторых других материалов.