Реферат Курсовая Конспект
ИСПЫТАНИЕ СТАЛЬНОЙ БАЛКИ НА ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ - раздел Образование, Сопротивлению материалов Цель Работы: 1.проверить Закон Распределения...
|
Цель работы:
1.Проверить закон распределения нормальных напряжений по высоте поперечного сечения балки.
2.Определить величину главных напряжений на нейтральном слое.
Поперечным изгибом называется такой вид нагружения. при котором в поперечных сечениях бруса возникает изгибающий момент и поперечная сила . Если в поперечных сечениях бруса возникает только изгибающий момент то такой изгиб называется чистым.
Двум внутренним усилиям и в поперечных сечениях балки соответствуют два вида напряжений - нормальные и касательные . Причем касательные напряжения по закону парности действуют также в продольных сечениях балки.
Нормальные напряжения в поперечном сечении балки ( рис.19,б ) на расстоянии от нейтральной линии (оси Z) определяются по
(29)
где - момент инерции сечения балки относительно оси Z.
Максимальные нормальные напряжения имеют место в точках сечения, наиболее удаленных от нейтральной линии и определяются по формуле
(30)
где - момент сопротивления сечения относительно оси Z.
Рис.19 |
Нормальные напряжения распределены в поперечных сечениях балки по линейному закону (рис.19,а) независимо от формы сечения,
причем на нейтральном слое (н.с.) нормальные напряжения равны нулю. Касательные напряжения в поперечном сечении балки на расстоянии уот нейтральной линии (рис.19,б) определяются по формуле Д.И.Журавского
(31)
где S' - статический момент заштрихованной части сечения относительно оси Z ,
) - ширина сечения балки на расстоянии у от оси Z .
На рис.20 приведено распределение касательных напряжений по высоте прямоугольного, круглого и двутаврового поперечных сечений балок. Для большинства форм сечений касательные напряжения максимальны на оси Z , но равны нулю в точках наиболее удаленных от оси Z для всех форм сечений.
Рис.20
Главные напряжения при изгибе и их направления определяются по следующим формулам:
(32)
(33)
где - угол между направлением главных напряжений и осью балки (направления главных напряжений и взаимно перпендикулярны).
Так как на нейтральном слое нормальные напряжения равны нулю, то из формул (32) и (33) следует
т.е. на нейтральном слое главные напряжения численно равны касательным напряжениям и направлена под утлом к оси балки.
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Испытания производятся путем изгиба на испытательной машине стальной двутавровой балки № 12 ГОСТ 8239-89 длиной =60 см, свободно расположенной на двух опорах (рис.21).
Геометрические характеристики сечения: высота профиля h = 12 см, ширина полки =6,4 см, толщина стенки d = 0,48 см, толщина полки t = 0,73 см, момент инерции = 350 см статический момент половины сечения S' = 33,7 см.
Рис.21
Для измерения нормальных напряжений по высоте сечения балки наклеено 5 тензодатчиков базой 10 мм, продольная ось которых параллельна оси балки. На нейтральном слое наклеен тензодатчик 6 под углом 45° к оси балки для измерения главного напряжения.
Проведение испытания
1.Записать начальные показания тензодатчиков
2.Плавно нагрузить балку усилием F= 50 кН посредине пролета.
3.Записать конечные показания тензодатчиков
4.Разгрузитьбалку
Результаты испытаний
Таблица 9
Вариант | Отсчеты по тензодатчикам | ||||||
показания | № 1 | № 2 | № 3 | № 4 | № 5 | № 6 | |
начальное | −188 | −155 | −140 | ||||
конечное | −291 | −36 | |||||
начальное | |||||||
конечное | −57 | ||||||
начальное | −45 | −12 | |||||
конечное | −154 | −160 | |||||
начальное | −21 | −1 | |||||
конечное | −125 | −151 | |||||
начальное | −125 | −123 | |||||
конечное | −164 | −129 | |||||
начальное | −2 | −14 | −45 | ||||
конечное | −1 | ||||||
начальное | −2 | ||||||
конечное | |||||||
начальное | −12 | ||||||
конечное | −103 | ||||||
начальное | −121 | ||||||
конечное | −303 | ||||||
Начальное | −1 | −37 | −85 | −148 | |||
Конечное | −160 | −108 | −328 |
По окончании испытаний следует нарисовать эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, теоретическую и экспериментальную эпюры напряжений, а также сделать вывод о максимальном расхождении значений опытных и теоретических напряжений.
Все расчеты и выводы по работе занести в журнал лабораторных работ.
Обработка результатов испытания
1. Вычислить относительные деформации по формуле (22).
2. Подставить значения вформулу закона Гука (20) и вычислить соответственно опытные напряжения
3. Вычислить нормальные напряжения в поперечном сечении балки по теоретической формуле (29).
4.Вычислить расхождение в процентах между опытными и теоретическими значениями нормальных напряжений.
5.Вычислить опытное значение главных напряжений по формуле
(34)
6. Вычислить главные напряжения на нейтральном слое по теоретической формуле (31).
7. Вычислить расхождение в процентах между опытным и теоретическим значением главных напряжений.
Контрольные вопросы
1. Дать определение чистого изгиба.
2. По каким формулам определяют нормальные и касательные напряжения в произвольной точке поперечного сечения балки при изгибе?
3. Опишите напряжение состояния в точке, находящейся на нейтральной оси.
4. По какой формуле определяют нормальные напряжения при изгибе в точках сечения, наиболее удаленных от нейтральной оси?
5. Как определяют главные напряжения при изгибе в произвольной точке?
6. Под каким углом направлены главные напряжения при изгибе в точке, принадлежащей нейтральной оси?
7. Как определяют направления главных напряжений при изгибе?
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Сопротивлению материалов... Издание дополненное... Кафедра СМ и СМ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ИСПЫТАНИЕ СТАЛЬНОЙ БАЛКИ НА ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов