Лабораторные. Лабораторная работа 1 испытание материалов на растяжение
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 «ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ» Цель работы: изучение поведения исследуемых материалов при испытании на растяжение, определение численных значений основных механических характеристик прочности и пластичности Описание лабораторной установки, исследуемого объекта и измерительного оборудования: Объекты испытаний – стандартные образцы из малоуглеродистой стали и чугуна, геометрическая форма которых показана на рис. 1.3. Основной особенностью таких образцов является наличие усиленных мест захвата и плавного перехода к сравнительно узкой ослабленной рабочей части. Длина рабочей части l0 выбирается обычно в 10 раз больше диаметра рабочей части d0. В случае прямоугольного поперечного сечения в качестве характеристики, определяющей рабочую длину, принимается диаметр равновеликого круга. Все измерения образцов для испытаний производятся штангенциркулем. Для приложения к образцу растягивающей нагрузки применяется реверсор.  Рис. 1. Образец для испытания на растяжение  Рис. 2. Реверсор Порядок выполнения работы: 1. проведение эксперимента: - проводится ознакомление с пультом управления разрывной машины. - измеряется диаметр d0 и начальная длинаl0 образца. Результаты заносятся в таблицу 1. - образец закрепляется в реверсоре, который устанавливается между опорными поверхностями испытательной машины. - производится проверка программного обеспечения и готовность к регистрации выходных данных. - производится нагружение до полного разрушения образца. - после разрыва образца его части извлекаются, совмещаются и измеряются конечная длина lк и конечный диаметр в месте разрыва dк. Результаты заносятся в таблицу 1. 2. обработка экспериментальных данных: - производятся вычисления абсолютного удлинения Δlсталь=lк – l0 =36-30=6мм Δlчугун=lк – l0=32-32=0мм начальная А0 и конечная Ак площади поперечного сечения образца:     Растяжение стали Находим по диаграмме растяжения  Предел пропорциональности  Предел текучести  Предел прочности  Напряжение разрыва  Истинное сопротивление разрыву  Относительное удлинение образца после разрыва  Относительное сужение при разрыве  Диаграма в условных единицах
 Растяжение чугуна Находим по диаграмме растяжения  Предел пропорциональности  Предел текучести   Предел прочности  Напряжение разрыва  Относительное удлинение образца после разрыва  Относительное сужение при разрыве  Диаграмма в условных единицах
 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1* «ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА СЖАТИЕ» (Алюминий) Цель работы: изучение поведения материалов при испытании на сжатие, определение численных значений основных механических характеристик материалов и построение диаграмм сжатия. Порядок выполнения работы: 1. проведение эксперимента - проводится ознакомление с пультом управления разрывной машины. - измеряется диаметр d0 и начальная длина l0 алюминиевого образца. Результаты заносятся в таблицу 1. - образец устанавливается между опорными плитами испытательной машины. - производится проверка программного обеспечения и готовность к регистрации выходных данных. - производится нагружение до полного разрушения образца. - после разрушения образца измеряется конечная длина lк. Результаты заносятся в таблицу 1. 2. обработка экспериментальных данных - производятся вычисления абсолютного удлинения Δl = 5 - 10 = -5 мм и первоначальная площадь поперечного сечения образца.    - на полученной диаграмме графически определяется величина Предел пропорциональности  Предел текучести  Относительное расширение при сжатии  Относительное укорочение образца после сжатия  - вычерчиваем диаграмму в координатах σ(δ) Диаграма в условных единицах
 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 «ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ КРУЧЕНИИ» Цель работы: Экспериментальное определение модуля сдвига G и касательных напряжений τ при кручении тонкостенной трубы и сравнение опытных и теоретически полученных результатов. Описание лабораторной установки, исследуемого объекта и измерительного оборудования: Установка, для определения модуля сдвига и исследования напряженного состояния при кручении представлена на рис. 3.4. Основными элементами установки являются две тонкостенные дюралюминиевые трубы 1 и 2, расположенные параллельно. Своими концами А и В трубы защемлены, к концам С и Д присоединены вертикальные рычаги 3 и 4. Верхние концы рычагов связаны между собой посредством ходового винта 5, штурвала с гайкой 6 и динамометра 7. Вращая штурвал 6, можно уменьшить расстояние между верхними концами рычагов 3 и 4, закручивая, таким образом, трубы 1 и 2 без изгиба, так как перемычка 8 предотвращает появление изгибающих моментов. Динамометр 7 позволяет замерить силу F, стягивающую верхние концы рычагов. Зная длину рычага L (плечо), можно определить момент, закручивающий трубы 1 и 2. Для измерения угла закручивания φ на трубе 1 установлен угломер Бояршинова. Для измерения деформаций, возникающих в поверхностном слое материала трубы 2 при кручении, на ней наклеены три тензорезистора Т1, Т2 и Т3 в направлениях, указанных на рис. 3.5. Для измерения выходных сигналов тензорезисторов и их цифровой индикации используется цифровой тензометрический измеритель ЦТИ-1.  Подготовка установки и проведение эксперимента: Перед выполнением работы следует под наблюдением преподавателя или лаборанта включить тензометрическую аппаратуру ЦТИ-1. Затем, вращая штурвал, нужно приложить начальную нагрузку F=500Н, необходимую для устранения всех люфтов и зазоров в установке и угломере. Последовательно переключая каналы прибора, соответствующие каждому тензорезистору, снять отчеты по индикатору ЦТИ-1 и по угломеру и записать в таблицу журнала. Увеличить нагрузку до F=2000Н и, последовательно переключая каналы прибора, опять снять отчеты по прибору ЦТИ-1, а также по индикатору угломера. Записать показания в таблицу журнала. Повторить эксперимент еще два раза при той же начальной нагрузке 500Н и конечной нагрузке 2000Н.  Основные параметры установки и приборов: Материал трубы – алюминиевый сплав Д16Т. Его характеристики: модуль упругости Е=0,72*105 МПа, коэффициент Пуассона μ=0,34. Размеры поперечного сечения трубы: средний диаметр трубы Dcp=96,7 мм; толщина стенки δ=3 мм. Длина рычага L=0,5 м. Параметры угломера: база S=150 мм, радиус R=100 мм, цена деления шкалы стрелочного индикатора к2=0,01 мм. Цена деления шкалы к1 прибора ЦТИ-1 выдается преподавателем. Вышеприведенные значения необходимо занести в лабораторный журнал. Обработка результатов опыта: Вычисляется приращение величины крутящего момента:  Вычисляются разности отсчета угла закручивания для каждого повтора нагружения:  где  – показание угломера при F1,  – показание угломера при F0.   Вычисляется средняя разность отчетов:  где Δφ – разность отсчетов, n – число повторов нагружения (n=3);  определяется угол закручивания трубы на длине базы угломера S, соответствующий приращению нагрузки ΔТк:  Находится опытная величина модуля сдвига:    Вычисляются разности отсчетов показаний тензорезисторов:           где  – показание тензорезистора при F1,  – показание тензорезистора при F0.Вычисляются средние разности отсчетов для каждого тензорезистора:     Определяются средние значения показаний тензорезисторов Т1 и Т3, соответствующих крутящему моменту ΔТк:  Относительная деформация в направлении действия главных напряжений находится по формуле:  Вычисляются опытные значения касательных напряжений:  Для вычисления теоретического значения касательных напряжений на ступень нагрузки используется формула:  где ΔТк – приращение величины крутящего момента Тк; Wp – полярный момент сопротивления сечения тонкостенной трубы.   Модуль сдвига G связан с модулем упругости первого рода Е и коэффициентом Пуассона μ следующей зависимостью:  Таблица №1. Результаты эксперимента
Расхождения между теоретическими и экспериментальными значениями каждой величины в % вычисляются по формуле:   ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В БАЛКЕ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ ИЗГИБЕ» Цель работы: целью работы является экспериментальная проверка расчетных соотношений для определения перемещений и углов поворота сечений балки при поперечном изгибе. Подготовка установки и проведение эксперимента: Стрелочные индикаторы устанавливаются в рассматриваемые сечения и их шкалы устанавливаются в ноль. В срединном сечении прикладывается начальная нагрузка, равная F0=10H. При этой нагрузке фиксируются начальныепоказания индикаторов. Затем нагрузка увеличивается до значения F1=30H и снова регистрируются показания индикаторов. Эксперимент повторяется еще два раза для снижения погрешности. Результаты измерений заносятся в таблицу №. Обработка результатов опыта: Вычисляется средняя разность отчетов:              Определяются значения перемещений:   Рассчитанные экспериментальные величины записываются в таблицу №1. Для подсчета теоретических значений момент инерции сечении определяется по формуле:  Перемещение и угол наклона теоретический;   Значения теоретических расчетов заносятся в таблицу №1. Таблица №1. Результаты эксперимента
Расхождения между теоретическими и экспериментальными значениями каждой величины в % вычисляются по формуле:   |
