Проведение испытания и обработка результатов

1. До испытания установить упругие характеристики материала трубы, измерить ее размеры, плечи грузов, проверить работу электротензометра.

на 5-10 делений. Большее отклонение говорит о замыкании или обрыве в цепи датчиков.

г. Порядок работы.

Измерение с помощью прибора ВСТ-3 производится в следующей последовательности:

1) нагрузив опытную модель, переключателями каналов выби­рается интересующий полумост (перед каждым переключением отпускать кнопку "ИЗМЕРЕНИЕ");

2) производится грубая балансировка схемы, пользуясь пере­ключателем "П5"; переведя ключ в положение "без шунта", произ­водится более точная балансировка с помощью переключателя "'П4"; наконец, при нажатии кнопки "Измерение" производится оконча­тельная балансировка измерительным реохордом. Показания переключателей и измерительного реохорда записываются, что будет соответствовать нулевому показанию для данного канала. Запись производится в последовательности "тысячи", "сотни" и показа­ния шкалы измерительного peoxoрда /десятки и единицы/. Балансировка производится для каждого канала /датчика/;

3) во избежание ошибок и повышения точности измерений увеличивают нагрузку на равные ступени ∆Р (в пределах упру­гих деформаций). При каждом новом значении нагрузки производятся измерения по всем датчикам;
4) подсчитываются приращения в показаниях и среднее приращение ∆n_ср, соответствующее приращению нагрузки ∆Р, для каждого датчика.

Б. ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЕФОРМАЦИЙ ЦИФРОВОЙ ИДЦ – 1

а. Принципиальная схема работы.

Прибор ИДЦ-1 предназначен для измерения статических

деформаций по мостовой схеме. Сопротивления R₃ и R₄ /рис. 2/ образуют внутренний полумост, являющийся составной частью прибора, а рабочий датчик R_g и датчик температурной компенсации R_T – внешний полумост.

Сигнал разбаланса с моста при нагружении испытуемой детали поступает на вход усилителя, а после усиления в блок автоматического уравновешивания. По окончанию процесса автоматичес­кого уравновешивания от источника электропитания отключается измерительной блок прибора, а подключается блок цифровой инди­кации.

Индикация осуществляется с помощью цифровых индикаторов, загорающихся на лицевой панели в соответствующих разрядах десятичного числа. Прибор дает величину деформации в единицах дискретности - еод (1 еод = 10^-6 относительной деформация ε). Цена одной единицы дискретности показаний прибора равна 10. Диапазон измеряемых деформаций при коэффициенте тензочувствительности γ = 2 от 0 до 19990 еод.

Результат измерений определяется как разность абсолютных значений двух показаний прибора:

n_н – начального измерения при ненагруженном объекте;

n_п – повторного измерения при нагруженном объекте.

Величина деформации при коэффициенте тензочувствительности датчиков γ = 2 определяется по формуле:

*10^-6, (10)

а при γ ≠ 2:

*10^-6. (11)

Соответствующие им напряжения в точке А равны

и . (20)

Здесь - полярный момент сопротивления

сечения трубы;

- осевой момент сопротивления;

D и d – наружный и внутренний диаметры трубы.

Для данного плоского напряженного состояния. /рис. 17/ главные напряжения вычисляют по формуле

(21)

Рис. 17 Напряженное состояние в точке А трубы.

Положение главных площадок определяется углом α0 между направлением σ2 и образую­щей трубы. Этот угол опреде­ляют по формуле: (22)

Постановка опыта

Опыт проводится на специальной настольной установке СМ-18М /рис. 16/. Дюралюминиевую тонкостенную трубу /сплав Д 16Т/, защемленную одним концом, нагружают на свободном конце двумя грузами R₁ и R₂ разной величины. Грузы приложены на расстоянии L от оси трубы и создают изгибающие и крутящие моменты в поперечных сечениях. При этом в поверхностном слое трубы возникает плоское напряженное состояние. Соотношение между главными напряжениями зависит от отношения величин из-

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13.

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТОНКОСТЕННОЙ ТРУБЫ ПРИ ИЗГИБЕ С КРУЧЕНИЕМ.

Цель работы – опытным путем проверить величины и направления главных нормальных напряжений в поверхностном слое тонкостенной трубы при ее одновременном изгибе и кручении.

Основные понятия.

При нагружении трубы /рис. 16/ в исследуемом сечении возникают моменты:

крутящий М_к = P₁*L+P₂*L

изгибающий М_из = (P₁-P₂)*l_A

Рис. 16 Схема установки СМ-18М. 1 – образец; 2 – основание; 3 – гиревые подвесы; 4 – рычаг; 5 – кронштейн; 6 – ролик.

б. Конструктивное оформление прибора

Прибор ИДЦ-1 скомпонован в одном ящике. Все органы управления и цифровые индикаторы размещены на лицевой панели прибора /рис. 7/.

Рис. 7

в. Подготовка прибора к испытаниям

Монтаж установки осуществляет лаборант. Прибор не требует перед измерениями предварительной настройки и регулирования.

Для проверки работоспособности прибора необходимо:

1) нажать кнопку «ПИТАНИЕ»;

2) нажатием кнопки «КАНАЛЫ ИЗМЕРЕНИЯ» подключить один из внешних полумостов к схеме прибора;

3) нажать кнопку «ПУСК»; если на индикаторах загораются цифры «1999», то этот полумост не подключен /обрыв в цепи или отсутствие датчика/; прибор готов к работе при любых других цифрах, которые и являются начальным измерением (n_н);

4) пункты 2 – 3 повторить для каждого полумоста /канала измерения/.

г. Порядок работы

При нагружении объекта измерение для каждого полумоста /датчика/ производится путем кратковременного нажатия кнопки «ПУСК». Отсчет повторных показаний (n_п) визуальный по цифровому табло. Время одного измерения не более 1,5 сек.

Во избежание ошибок и повышения точности измерений как и при работе с ВСТ-3, увеличивают нагрузку на равные ступени. При каждом новом значении нагрузки производится измерения по всем датчикам. По результатам измерений подсчитываются прира­щения в показаниях и среднее приращение ∆n_ср, соответству­ющее приращению нагрузки ∆Р, для каждого датчика.

Вычислив деформации по формулам (10) или (11), нормальные напряжения определяются в соответствии с напряженным состоя­нием испытуемой детали.

На рис. 15показана схема наклейки датчиков омического сопротивления.