Дисциплина: «Сопромат»
Лабораторная работа №2 Исследование напряженного состояния при кручении № 217364-1
Цена 150 руб.
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=110 мм, радиус R=150 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:
Выдержка из подобной работы:
….
Определение напряженного состояния многозамкнутого контура
…..х осей координат
Определение
координат центра жесткости
Определение
величины изгибной жесткости относительно главных осей системы координат
Напряженное
состояние в сосредоточенных элементах конструкции
Определение
распределения перерезывающей силы и изгибающего момента по длине конструкции
Определение
напряженного состояния сосредоточенных элементов
Напряженное
состояние в стенках и обшивках ТС
Распределение
нормальных напряжений по стенкам конструкции
Распределение
нормальных напряжений по обшивкам конструкции
Введение
В
данной работе рассматривается конструкция имеющая трехзамкнутый контур в
поперечном сечении. Примем за расчетную модель — модель тонкостенного стержня
так как эта расчетная модель широко применяется для анализа тонкостенных
стержней большого удлинения работающих на общий изгиб кручение и имеющих
сложную многосвязную форму поперечного сечения- в данном случае трехзамкнутый
контур в поперечном сечении. Данная конструкция состоит из полукруглого
прямоугольного и трапециевидного сечений. Верхние и нижние части контуров
называются обшивками боковые части контуров — стенками. В данной конструкции
присутствуют и подкрепляющие — шесть стрингеров изготовленных из rb/Epy
A34/3501-6. Стенки и
полки выполнены из E-Glass/Epy.
Целью
данной работы является определения напряженного состояния полок стенок и
сосредоточенных элементов от распределенного поперечного усилия действующей по
длине рассматриваемой конструкции а так же определения потока касательных сил.
состояние
напряжение конструкция сечение контур
1. Исходные данные
Длина
конструкции………………………………… L
= 2 6 м;
площадь
сосредоточенного элемента…………….
площадь
сосредоточенного элемента…………….
площадь
сосредоточенного элемента…………….
длина
стенки ………………………………………h1
= 100 мм;
длина
стенки ………………………………………h2
= 100 мм;
длина
стенки ………………………………………h3
= 75 мм;
длина
первого контура……………………………b1
= 160 мм;
длина
второго контура ……………………………b2
= 140 мм;
значение
внешней нагрузки ………………………p
= 750 Па;
толщина
стенки ……………………………………δс1
=
1.8 мм;
толщина
стенки ……………………………………δс2
=
1 мм;
толщина
стенки…………………………………….δс3
=
1 мм;
толщина
обшивки…………………………………δ1
=
1.8 мм;
толщина
обшивки…………………………………δ2
=
1 мм;
Рис
1.1 Поперечное сечение конструкции
Физико-механические
свойства
rb/Epy
A34/3501-6
модуль
упругости вдоль волокна……………………E1
п.э = 142 ГПа;
модуль
упругости поперек волокна ………………..E2
п.э = 10.3 ГПа;
модуль
упругости на сдвиг ………………………….G12
п.э = 7.2 ГПа;
коэффициент
Пуассона ..……………………………µ12 п.э = 0.27;
предел
прочности на растяжение вдоль волокон..….
предел
прочности на сжатие вдоль волокна………..
предел
прочности на растяжение поперек волокна .
предел
прочности на сжатие поперек волокна ……
предел
прочности на сдвиг …………………………..
Физико-механические
свойства
E-Glass/Epy
модуль
упругости вдоль волокна………………………E1
= 39 ГПа;
модуль
упругости поперек волокна ………………….E2
= 8.5 ГПа;
модуль
упругости на сдвиг ………………………….G12
= 3.7 ГПа;
коэффициент
Пуассона………………………………µ12 = 0.28;
предел
прочности на растяжение вдоль волокна …..
предел
прочности на сжатие вдоль волокна…….
предел
прочности на растяжение поперек волокна ……
предел
прочности на сжатие поперек волокна ……
предел
прочности на сдвиг……………………
Определения модулей
упругости стенок обшивок и стрингеров
Так
как стрингеры являются однонаправленными материалами то:
Определяем»