Правил а для работающих в механической лаборатории Руководитель перед началом занятий проверяет проработку студентами соответствующего теоретического материала
 Скачать 121.5 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева» Институт машиноведения и мехатроники Кафедра «Основ конструирования машин» Ж У Р Н А Л ДЛЯ ЗАНЯТИЙ В МЕХАНИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ Лабораторные работы № 1, 3, 4, 5, 7, 9 Красноярск 2020 П Р А В И Л А для работающих в механической лаборатории Руководитель перед началом занятий проверяет проработку студентами соответствующего теоретического материала. Студенты, не достаточно усвоившие теоретический материал, к занятиям не допускаются. Вся лабораторная проработка (наблюдения, схемы, вычисления и пр.) производятся каждым студентом самостоятельно. Обязательно проставляется размерность всех заданных и полученных величин. Графики вычерчиваются с соблюдением масштаба. Рекомендуется пользование цветными карандашами. Все работы, выполненные на данном занятии, должны быть подписаны студентом и руководителем. Для работы в лаборатории каждая группа разбивается на подгруппы по 12-15 человек. Студенты, пропустившие какое-либо занятие хотя бы по уважительной причине, должны отработать это занятие в другой раз, без чего не допускаются к зачету. Лабораторные журналы предъявляются при сдаче зачетов и после 2-го зачета остаются на кафедре. ИНСТУКЦИЯпо технике безопасности Студент обязан: Знать устройство машин и установок. Быть внимательным, соблюдать тишину, занимать свое рабочее место. При установке образца проверить надежность крепления его в захватах машины и получить разрешение на пуск у лаборанта. Соблюдать безопасное расстояние от работающих машин не менее 1 метра. Предохранить себя от возможного удара разрушенным образцом. Работая у машины с электроприводом, пользоваться резиновым ковриком. Помнить, что напряжение свыше 50 Вт опасно для жизни. Студенту запрещается: Работать в лаборатории одному. Ходить по лаборатории без надобности во время проведения опытов. Проводить другие работы, не предусмотренные занятием. Прикасаться к подвижным частям машины или облокачиваться на нее. Трогать рычаги и крутить штурвалы управления без надобности. При остановке машины тормозить руками вращающиеся части. Работать без защитного кожуха с хрупкими материалами на машине КМ-50. Работать на маятниковых копрах без ограждения. Включать самовольно рубильники на главном щите и пускатели на испытательных машинах. Касаться токоведуших кабелей (напряжение 380 Вт) и проводов. В случае внезапного отключения силовой сети или прекращения подачи освещения, студент должен отключить установку или машину и, оставаясь на месте, ожидать указания преподавателя. Лица, нарушающие настоящие правила по технике безопасности, удаляются из лаборатории. Инструкцию знаю: студент ______________________ Работа № 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАЛИ Название машины. Цель работы. Исследовать свойства стали на основе диаграммы, полученной в результате испытания образца на растяжение. Порядок проведения работы: Замерить длину и диаметр образца. Вставить образец в захваты машины. Проверить готовность машины к работе. Довести образец до разрушения. Замерить длину образца после испытания и диаметр шейки. Результаты работы с диаграммой занести в журнал для лабораторных работ. Образец. До испытания (эскиз) После испытания (эскиз) Длина L1 = Длина L2 = Диаметр d1 = Диаметр шейки d2 = Площадь F1 = Площадь шейки F2 = Объем V Диаграмма напряжений
Масштаб деформации 1 см = 5.Данные опыта Нагрузка, соответствующая пределу пропорциональности Рп = Нагрузка, соответствующая пределу текучести Рт = Нагрузка, соответствующая пределу прочности Рв = Нагрузка, соответствующая разрушению Рр = Площадь диаграммы Р =6. Результаты расчета Пределы пропорциональности п = Предел текучести т = Разрушающее напряжение р условное = р действительное = Предел прочности в = Относительная остаточная деформация = Относительное остаточное сужение = Коэффициент полиоты диаграммы = Работы деформации А = Удельная работа а = ВЫВОДЫ: Сталь удовлетворяет требованиям , предъявляемым к механическим свойствам марки ______________________ Студент Преподаватель 7.Для расчетов 8. Контрольные вопросы 8.1 Какова цель работы? 8.2 Какие параметры характеризуют прочность материалов? Какие параметры характеризуют пластичность материала? Что называется пределом пропорциональности? Что называется пределом текучести? Что называется пределом прочности? Покажите на диаграмме упругую и остаточную деформации. Как с помощью диаграммы испытаний определить работу деформации? Как определить удельную работу? Что называется наклепом (нагартовкой)? Показать на диаграмме область, где справедлив закон Гука. Можно ли с помощью диаграммы напряжения определить величину мо дуля упругости материала? Сформулируйте и запишите закон Гука. Как вычислить абсолютное удлинение образца? Как вычислить относительное удлинение образца? С какой целью осуществляют статическую обработку результатов опытов? Какие характеристики материала при наклепе возрастают и какие уменьшаются? Какова размерность напряжений? Какова размерность модуля упругости? По какой формуле вычисляют предел прочности? Можно ли по результатам испытаний одного образца судить о прочности материалов? Какие образцы используют при испытаниях? 9.Вопросы по УИРс Какие факторы влияют на образование шейки при испытании образца? Как будет выглядеть диаграмма растяжения при испытании образца из теоретически чистого железа с идеальной кристаллической решеткой? Как будет выглядеть диаграмм, если та же площадь образца будет составлена из достаточно тонких волокон? Как проводится статическая обработка результатов испытаний и зачем она нужна? Работа № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ СТАЛИ ДЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ Название машины Цель работы: определить из опыта модуль упругости, сравнить с расчетным, найти погрешность опыта, сделать выводы из анализа величины погрешности. Порядок проведения работы: Записать в журнал данные по образцу и измерительным приборам. Произвести нагружение образца в пределах упругой работы материала образца, производя необходимые отсчеты нагрузок и перемещений Разгрузить образец, проверив некоторые промежуточные замеры Произвести обработку результатов работы Название прибора для измерения деформации, коэффициент увеличения прибора. Прибор: Коэффициент увеличения К = Образец Расчетная длина L = Диаметр d = Площадь сечения F = Данные опыта и результаты
Dлев = Dправ = Dлев.ср. = Dлев /(n-1) = Dправ.ср. = Dправ /(n-1) = Среднее значение D = (Dлев.ср. + .Dправ.ср.) /2 = Напряжение, соответствующее одной ступени нагружения = Абсолютная деформация L = Модуль упругости Е = Студент Руководитель Для расчетаКонтрольные вопросы Что называется модулем упругости первого рода? Какие свойства материала он характеризует? На каком принципе основана работа зеркального термометра? Что называется базой прибора? Как вычислить коэффициент увеличения прибора? В каких расчетах используют модуль упругости? Каков физический и геометрический смысл модуля упругости? Почему для измерения деформации используют два тензометра? Почему при определении модуля упругости напряжения не должны превышать предела пропорциональности? 7.10 Что называется абсолютной и относительной продольной деформацией? Вопросы по УИРс Как обосновать почему модуль упругости одинаковый для всех марок стали, хотя их прочностные свойства могут отличаться в десятки раз? Работа № 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОПЕРЕЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ (КОЭФФИЦИЕНТ ПУАССОНА) Название машины Цель работы: Определить из опыта коэффициент поперечной деформации, сравнить с расчетным, найти погрешность опыта, сделать вывод из анализа величины погрешности. Порядок проведения работы: Сделать замеры поперечного сечения образца Нагрузить образец в упругой области работы образца, производя необходимые замеры усилий и деформаций Разгрузить образец, проверив некоторые промежуточные замеры Провести обработку результатов работы Приборы Для измерения продольных деформаций а) название приборов б) база приборов (расчетная длина) L = в) постоянная работа К = Для измерения поперечной деформации а) название приборов б) база приборов (расчетная длина) L = в) постоянная работа К = Образец: Ширина а = Толщина b = Площадь сечения F = Данные опыта и результаты
А = В = Среднее А = А / (n-1) Среднее В = В / (n-1) Относительная продольная деформация = Относительная поперечная деформация 1 = Коэффициент поперечной деформации = Модуль упуругости стали Е = Для расчетаСтудент Руководитель 8.Контрольные вопросы Что называется абсолютной поперечной деформацией? Что называется относительной поперечной деформацией? Для каких целей применяют рычажный стрелочный тензометр Что происходит с размерами поперечного сечения при растяжении сжатии? Что называется коэффициентом поперечной деформации? Принцип действия рычажного стрелочного тензометра? Что такое база прибора и чему она равна? Вопросы по УИРс Какие пределы изменения коэффициента Пуассона для реальных материалов? Могут ли появиться материалы, для которых коэффициент Пуассона равен 0,5, если нет, то почему? Какие материалы имеют максимальные значения коэффициента Пуассона. Как значительно отличаются их механические свойства? Работа № 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ СДВИГА ПРИ КРУЧЕНИИ Цель работы: определить из опыта модуль сдвига, сравнить с расчетным, найти погрешность опыта, сделать выводы из анализа величины погрешности. Порядок проведения работы: Записать в журнал данные по образцу и измерительным приборам. Произвести нагружение образца в пределах упругой области работы образца, фиксируя нагрузки и деформации Разгрузить образец, проверив некоторые промежуточные замеры Произвести обработку результатов работы Схема установки Название прибора для измерения деформации, коэффициент увеличения прибора. Прибор: Коэффициент увеличения К = Образец Длина испытуемой части l = Диаметр d = Полярный момент инерции Iр = Расстояние от зеркала до шкалы L = Сила, соответствующая одной ступени нагружения Р = Плечо крутящей пары а = Крутящий момент М = Данные опыта и результаты
Dверх = Dнижн = Среднее Dверх. = Dверх /(n-1) = Среднее Dнижн. = Dнижн /(n-1) = Угол закручивания = Модуль сдвига G = Студент Руководитель Для расчета 11.Контрольные вопросы 11.1 Какие напряжения возникают в поперечном сечении круглого образца при кручении? Что называется жесткость сечения при кручении? Как называется деформация при кручении? От каких величин зависит деформация при кручении? Что называется крутящим моментом? Как определить крутящий момент Мк? Как действует зеркальный прибор при определении угла закручивания? Как определить среднее значение отсчета на одну ступень нагружения? Что называется модулем сдвига? Какова размерность модуля сдвига? Какова размерность угла закручивания? Как определить Iр? между какими сечениями заключена рабочая длина l образца? Какие гипотезы используются при исследовании деформации кручения круглого бруса? Вопросы по УИРс Какие другие измерительные приборы можно использовать для измерения угла закручивания? Почему модуль упругости определяется из опыта при кручении образца, а не при сдвиге? Работа № 7 Исследование напряжений при чистом изгибе Цель работы: определить из опыта распределение нормальных напряжений по высоте сечения балки, сравнить с расчетными, найти погрешность опыта, сделать выводы из анализа величины погрешности Порядок проведения работы: Записать данные по балке и измерительным приборам Нагрузить балку в упругой области работы ее материала, фиксируя нагрузки и деформации Разгрузить балку, проверив некоторые промежуточные результаты Провести обработку результатов работы Название машины Измерительные приборы Название прибора №1 База прибора №1 Постоянная прибора К1= Название прибора №2 База прибора №2 Постоянная прибора К2= Название прибора №3 База прибора №3 Постоянная прибора К3= Название прибора №4 База прибора №4 Постоянная прибора К4= Диаметр призмы приборов №1,№4 Балка Пролет L= Эскиз сечения балки Высота сечения h= Ширина b= Момент инерции I= Момент сопротивления W= Модуль упругости Е= Расположение испытуемых волокон Z1 = Z2 = Z3 = Z4 = Схема нагружения балки, эпюры перерезывающих сил и изгибающих моментов Сила, соответствующая одной степени нагружения Р= Изгибающий момент на участке чистого изгиба М= Данные опыта
D1= D2= D3= D4= D1cр=D1/(n-1) = D2cр=D2/(n-1) = D3cр=D3/(n-1) = D3cр=D3/(n-1) = Результаты
Студент Руководитель Для расчета10. Контрольные вопросы Что называется чистым изгибом? По какой формуле осуществляется переход от деформаций, полученных из опыта, к напряжениям? Запиши теоретическую формулу определения напряжений при чистом изгибе. Почему при проведении опыта максимальные напряжения не должны превышать предела пропорциональности? Где по высоте сечения балки проходит нейтральная ось? Дайте определение нейтральной оси, нейтральной плоскости. Где по высоте сечения балки нормальные напряжения равны нулю, где максимальные? 11. Вопросы по УИРс 11.1 Почему при плоском изгибе внешняя нагрузка должна располагаться в главной плоскости инерции и как найти главные плоскости инерции при произвольной форме сечения балки. Работа № 9ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ КОСОМ ИЗГИБЕ Цель работы: Определить из опыта величины напряжений и деформаций, сравнить с расчетными, найти погрешность опыта, сделать выводы из анализа величины погрешности. Порядок проведения работы: Не нагружая установку, снять отсчеты по тензометру и индикаторам и записать их в таблицу журнала. Нагружать балку ступенями по 1 кг, производя после каждой ступени снятие отсчета по тензометру и индикаторам, записывая их в таблицу журнала. Расчетная схема Образец. Размеры сечения: b = h = Длина балки L = Длина от свободного конца до тензометра L1 = Длина от защемления до индикаторов L2 = Угол наклона главных осей инерции = Схема поперечного сечения Геометрические характеристики поперечного сечения Ix = Wx = Iy = Wy = Измерительные приборы Название прибора № 1 Коэффициент увеличения К1 = База прибора а = Название прибора № 2 Цена деления К2 = Название прибора № 3 Цена деления К3 = Нагрузка на одну степень нагружения Р = Результаты испытаний
D1= D2= D3= Средние разности отсчетов по тензометру и индикаторам D1ср=D1/(n-1) = D2ср=D2/(n-1) = D3ср=D3/(n-1) = Величина напряжения на ступень нагружения = Перемещения на ступень нагружения fx= D2срК2 fу= D3срК3 f=  Угол между направлением оси Х и направлением результирующего прогиба = 10. Теоретический расчет Напряжение в точке А Прогиб fx= Прогиб fу= Полный прогиб f= Угол между направлением оси Х и направлением результирующего прогиба f = Сопоставление результатов опытных с теоретическими
Студент Руководитель Для расчета12. Контрольные вопросы 12.1 Дайте определение косого изгиба 12.2 Порядок проведения опыта Как из опыта получают величину напряжений? Как из опыта получают величину перемещений? Почему нагружение стержня осуществляют в области упругой работы материала? Какой принцип используется при теоретических расчетах? Дайте его определение Как определяется положение нейтральной оси? Как определяются точки сечения, где напряжения наибольшее? По каким формулам определяются напряжения? Вопросы по УИРс Если стержень имеет произвольную форму поперечного сечения, как провести работу на косой изгиб? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||