Чистый изгиб

Образец - балка нагружен сосредоточенными изгибающими моментами по его концам (рис. 3.7, б). Практически этот изгиб осуществляют, поворачивая специальные блоки-головки, в которых закрепляют концы образца.

При чистом изгибе нет сдвиговых деформаций, напряженное состояние по всей длине образца однородно и разрушение из-за касательных напряжений включается. В таких испытаниях можно определить модули упругости при растяжении Е_р и сжатии Е_сж, а также прочность σ_и.

Модули находят из следующих соотношений:

,

где:

М – изгибающий момент;

W – момент сопротивления изгибу поперечного сечения (для прямоугольного сечения размером bxh момент, W = bh²/6.

e_р, e_сж – относительные деформации крайних растянутых и сжатых волокон балки, измеряемые экспериментально соответственно.

Таким образом, испытания на чистый изгиб позволяют установить равномодульность материала при растяжении и сжатии.

Модули упругости можно также рассчитать по результатам измерений:

максимального прогиба W_max посредине образца:

или

угла j поворота концевого сечения стержня, входящего в момент инерции J_y:

,

где:

J = bh³/12 – момент инерции сечения образца.

Прочность при чистом изгибе рассчитывают по формуле:

,

где:

М_р – разрушающий изгибающий момент.

Недостатками испытаний на чистый изгиб следует считать сравнительную сложность испытательного оборудования и необходимость использовать большие образцы (длина рабочей части обычно превышает 200 мм). Поэтому чаще для определения модулей упругости и прочности используют четырехточечную схему изгиба.

Все зависимости, используемые для обработки результатов испытаний КМ при чистом изгибе, совпадают с таковыми для изотропных материалов.