Цель работы - Экспериментальное определение напряжений, возникающих в брусе при нагружении его скручивающим моментом.
4.1 Краткие теоретические сведения*
При нагружении тонкостенной трубы** внешним скручивающим моментом в любом ее поперечном сечении возникает лишь один внутренний силовой фактор - крутящий момент, При этом в поперечном сечении трубы возникают только касательные напряжения, т, е, имеет место плоское напряженное состояние - чистый сдвиг.
Чистый сдвиг - единственный случай плоского напряженного состояния, когда через точку можно провести две взаимно перпендикулярные площадки, на которых касательные напряжения максимальны, а нормальные напряжения отсутствуют (рисунок 9).
На всех других площадках, наклоненных к оси бруса, возникают как касательные, так и нормальные напряжения.
В частности, в площадках, наклоненных к оси под углом 45°, напряжения могут быть определены по формулам:
где Е - модуль упругости первого рода материала,
μ- коэффициент Пуассона,
и 
- деформации в направлении осей u и v соответственно.
Описание лабораторной установки
Для выполнения данной лабораторной работы используют установку ТМт 11/14М, представленную на рисунке 1 и описанную в лабораторной работе 5. Для определения деформации в точке А сечения II в направлении осей и и v наклеены. В работе используется образец кольцевого поперечного сечения - труба из алюминиевого сплава Д16Т ГОСТ 8617-81 с поперечным сечением в виде тонкостенного кольца.
Рисунок 9 – Схема установки ТМт 11/14М
Порядок выполнения работы
Задание 1
Ознакомиться с установкой ТМт 11/14М.
1.1 Ознакомиться с основными деталями и узлами.
1.2 Изучить методику исследования напряженного состояния образца при кручении на установке ТМт 11/14М.
Задание 2
Измерить размеры образца - трубы из алюминиевого сплава Д16Т.
Размеры образца:
наружный диаметр - d = мм;
внутренний диаметр - di = мм;
полярный момент сопротивления сечения - Wp = мм3;
модуль упругости первого рода - Е = 7·104 МПа;
коэффициент Пуассона - μ= 0,3.
Задание 3
Экспериментальное определение напряжений, возникающих в брусе кольцевого сечения при кручении.
3.1 Установить опору под свободный конец образца*.
3.2 Снять показания с цифрового табло измерителя деформации при отсутствии нагрузки на стержень для тензорезисторов, наклеенных под углом 45° к продольной оси балки.
3.3 Произвести последовательное нагружение образца силами ЮН, 20Н, 30Н, 40Н. На каждом уровне нагрузки сделать отсчет по табло измерителя деформации для обоих тензорезисторов.
При отсутствии опоры на данной установке может быть выполнена лабораторная работа "Исследование напряженного состояния в стержне при совместном действии изгиба и кручения".
3.4 Вычислить среднюю разность отсчетов 
ncp. u и ncpv по каждому
тензорезистору для Р =10 Н ( МК = 5 Н,м).
3.5 Определить, деформации 
и 
, соответствующие нагрузке
Мк= 5 Н 
м по формуле:
,
где к - цена единицы дискретности измерителя деформации.
3.6 Вычислить главные напряжения 
и и 
по формулам, приведенным в разделе «Краткие теоретические сведения».
3.7 Вычислить величину касательных напряжений по формуле:
max= 
Mk/Wp
Задание 4
Сравнить результаты, полученные экспериментальным и теоретическим путем.
Значения результатов главных напряжений 
и и 
полученных экспериментально, сравнить с результатами теоретического расчета 
mах. Расхождение результатов определить в процентах. При правильно поставленном эксперименте ошибка не должна превышать 10%.
Указать возможные причины расхождения результатов.
Контрольные вопросы
1 Какое напряженное состояние называется чистым сдвигом?
2 Какие напряжения называются главными?
3 По какой формуле вычисляются максимальные касательные напряжения?
Дата: 2019-02-19, просмотров: 76.
