- •Лабораторная работа №1 Определение механических характеристик малоуглеродистой стали при растяжении
- •1 Цель работы
- •2 Машина для испытаний на растяжение им-4р
- •3 Образцы
- •4 Порядок проведения работы
- •5 Обработка опытных данных
- •6 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Испытание различных материалов на сжатие и древесины на скалывание
- •1 Цель работы
- •Содержание работы
- •3 Испытательная машина
- •4 Порядок проведения работы
- •5 Оформление работы
- •6 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Определение модуля упругости материалов
- •1 Общие сведения
- •2 Приборы
- •3 Порядок проведения опыта
- •4 Обработка опытных данных
- •5 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 Определение коэффициента поперечной деформации (коэффициента Пуассона)
- •1 Общие сведения
- •2 Испытательная машина
- •3 Рычажно-стрелочный тензометр
- •4 Проведение опыта
- •4 Обработка опытных данных
- •5 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 Определение модуля сдвига при кручении
- •Общие сведения
- •2 Испытательная установка.
- •3 Порядок подготовки и проведения опыта
- •4 Обработка опытных данных
- •5 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Испытание образцов пластичного и хрупкого материалов на кручение
- •Цель работы
- •2 Машина и приборы
- •3 Порядок проведения работы
- •4 Обработка опытных данных
- •5 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Исследование напряжений при чистом изгибе
- •Общие понятия
- •Цель работы
- •Методика измерений
- •4 Обработка опытных данных
- •5 Теоретическое определение нормальных напряжений
- •6 Выводы
- •7 Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Министерство образования и науки РФ
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический
университет»
СОПРОТИВЛЕНИЕ
МАТЕРИАЛОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ № 1—8
для студентов направлений подготовки
280700, 250400, 151000, 190100
КРАСНОЯРСК 2011
Введение
Практической частью курса «Сопротивление материалов» является выполнение лабораторных работ. Это позволяет изучить поведение реальных материалов под нагрузкой и на основании опыта, при необходимых допущениях, сделать теоретические выводы.
Лабораторные работы могут быть разделены на две основные группы. Первая из них преследует цель ознакомления со свойствами материалов: прочностью, пластичностью, способностью к упругим деформациям, способностью сопротивляться ударным нагрузкам и т.д. Ко второй группе относятся работы по проверке теоретических выводов и законов.
Деформации, изучаемые при исследовании, только в редких случаях достигают значений, поддающихся непосредственному измерению. Для измерения малых деформаций, используются специальные приборы, позволяющие производить измерения с высокой точностью.
Сформулируем основные требования, касающиеся постановки и проведения лабораторных работ.
1. При проведении лабораторной работы необходимо, прежде всего, выбрать соответствующую поставленным целям машину для испытания, приборы для определения деформаций и выработать порядок испытаний.
2. Подготовка к работе осуществляется так, чтобы было снижено влияние неточностей установки и возможных ошибок наблюдений.
3. Записи результатов опыта должны вестись в специально разработанных журнала.
4. инструкция по технике безопасности, требования к оформлению и защите лабораторных работ приведены в журналах для лабораторных работ.
Лабораторная работа №1 Определение механических характеристик малоуглеродистой стали при растяжении
1 Цель работы
Исследовать процесс растяжения стального образца вплоть до его разрыва и определить при этом следующие механические характеристики материала: I, Предел пропорциональности; 2. Предел текучести; 3. Предел прочности; 4. Напряжение при разрыве; 5. Относительное остаточное удлинение; 6. Относительное остаточное сужение; 7. Работу деформаций; 8. Удельную работу, затраченную на разрыв.
По найденным механическим характеристикам необходимо установить марку стали, и вычислить допускаемое напряжение при статической нагрузке изучаемой стали.
2 Машина для испытаний на растяжение им-4р
На машине ИМ-4Р можно испытывать на растяжение стальные образцы диаметром от 3 до 10 мм. Машина снабжена аппаратом для автоматической записи диаграммы растяжения.
Схема машины приведена на рисунок 1.
Все части машины смонтированы на станине 1. Образец при испытании на растяжение устанавливают в захваты 2 и 3. Рукоятью 4 приводится вращение система зубчатых зацеплений 5, заканчивающихся зубчатой гайкой 6, которая втягивает в себя винт 7. На верхней части винта 7 устроен захват 2.
Создаваемое при перемещении винта 7 усилие через образец передается захвату 3. От захвата 3 через тягу 8 усилие действует на короткое плечо рычага 9. Тяга 10 соединяет конец длинного плеча рычага 9 с коротким концом коленчатого рычага II, который вместе с грузом 12 является маятником, уравновешивающим своим отклонением возникающее в образце усилие. Отклонение маятника (пропорциональное силе, растягивающей образец) вызывает поворот рычага 14, насаженного на общую с маятником ось 13. Верхний конец рычага 14 приводит движение вдоль горизонтальной рейки 15 каретку с указателем и карандашом.
С системой зубчатых зацеплений 4-5-6 при помощи вспомогательной зубчатой передачи 17 связан деревянный валик 16. Вращение всех зубчатых передач, а, следовательно, и валика 16 пропорционально величине опускания захвата 3 (конца короткого плеча рычага). Можно считать, что поворот деревянного валика 16 пропорционален абсолютной деформации образца. Таким образом карандаш каретки, прижимаемы к намотанной на валик 16 бумаге, отмечает в направлении перемещения бумаги (по окружности валика 16) величины, пропорциональные абсолютной деформации образца.
Перемещение карандаша вдоль деревянного валика пропорционально действующей силе. В результате карандаш записывает на бумаге диаграмму растяжения в осях F и .
Рисунок 1 - Схема испытательной машины ИМ-4Р
На машине ИМ-4Р диаграмма растяжения записывается в следующих масштабах: масштаб сил - в 1 см диаграммы 100 кг (1000 Н) нагрузки на образец; масштаб удлинений - в 1 см диаграммы 0,01 см удлинения образца.
Машина Ш-4Р имеет и электропривод.
При наличии реверсов на машине можно производить испытания на сжатие и на срез.
3 Образцы
Для определения механических характеристик применяются два вида стандартных цилиндрических образцов: нормальные образцы с отношением расчетной длины к диаметру и укороченные с отношением .
Рисунок 2 - Образец для испытания