Порядок выполнения лабораторной работы. 1. Перед испытанием с помощью штангенциркуля определить размеры цилиндрического образца
1. Перед испытанием с помощью штангенциркуля определить размеры цилиндрического образца. Далее измерить расстояние между рисками – расчетную длину.
2. Образец вставить в захваты испытательной машины.
3. Плавным равномерным вращением рукоятки по часовой стрелке осуществить нагружение образца вплоть до его разрушения.
4. Штангенциркулем произвести измерение диаметра образца в месте его разрушения (шейки) и в пределах цилиндрической части. Также найти новое расстояние между крайними рисками.
5. На полученной диаграмме найти начало координат как точку пересечения горизонтальной прямой, проходящей через начальную точку диаграммы с продолжением прямолинейного участка диаграммы. Ось абцисс – ось абсолютной линейной деформации Dl, ось ординат – ось нагрузки Р. Начальный криволинейный участок (пунктирная линия) диаграммы не учитывают, поскольку от образуется за счет выборки зазоров в узлах машины и местного обмятия головок образца в захватах, т.е. не характеризует свойств испытуемого материала.
6. По полученной диаграмме определить соответствующие нагрузки и удлинения.
7. По полученным замерам определить характеристики механических свойств материала.
8. На основе расчетов построить диаграмму условных напряжений.
Контрольные вопросы для подготовки к защите лабораторной работы.
1. Какова цель данной лабораторной работы?
2. Какое оборудование используют при выполнении работы?
3. Что является механическими характеристиками материала?
4. От каких факторов зависят механические характеристики материалов?
5. Что такое напряжение?
6. Что такое абсолютная и относительная деформация?
7. Что такое предел пропорциональности?
8. Сформулируйте закон Гука.
9. Что такое модуль Юнга?
10. Как определить модуль Юнга по диаграмме условных напряжений?
11. Что такое предел текучести?
12. Как определить условный предел текучести?
13. Как различаются диаграммы растяжения для хрупких и пластичных материалов?
14. Как отличают истинное разрушающее напряжение от условного?
15. Что такое предел прочности?
16. Что является характеристиками пластичности?
17. Почему диаграмма напряжений называется условной?
18. Как по диаграмме определить работу, затраченную на разрыв образца?
19. Что относят к характеристикам пластичности?
20. Как вычисляют характеристики пластичности?
21. Что является количественным показателем вязкости материала?
22. В каких координатах строят диаграмму растяжения?
23. Сколько характерных зон деформирования имеет диаграмма растяжения?
24. Как называют зоны деформирования диаграммы растяжения?
25. Какой точке диаграммы растяжения соответствует момент зарождения шейки образца?
26. На какую величину восстанавливаются размеры образца после его разрыва?
Протокол лабораторной работы №9.
Испытание на растяжение.
Цель работы: .
.
. Испытуемый материал .
1. Тип испытательной машины .
2. Эскиз образца:
до испытаний после испытаний
 | |||
| | |||
3. Размеры образца до испытаний:
do=______мм lo=______мм Fo=_______мм2
4. Результаты опыта:
| d1 | dк | lк | Рпц | Рт(Р0.2) | Рmax | Pк | Δlпц | Δlт | Δlв | Δlк |
| мм | Н | мм | ||||||||
5. Диаграмма растяжения:
 |
Масштабы диаграммы: по оси силпо оси удлинений .
6. Характеристики прочности:
Предел пропорциональности 
.
Предел текучести 
.
Временное сопротивление 
.
Напряжение при разрыве 
.
Истинное сопротивление отрыву 
. .
Относительное удлинение 
.
Относительное удлинение 
.
Относительное удлинение 
.
Относительное удлинение 
.
7. Диаграмма условных напряжений:
Масштабы диаграммы: по оси напряженийпо оси деформаций .
8. Характеристики пластичности:
а). Относительное остаточное удлинение при разрыве εост= 
б). Относительное остаточное сужение при разрыве 
Испытание выполнил ст. гр. « » 201 г.
Испытание проверил преподаватель « » 201 г.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выполнив предложенные в учебном пособии лабораторные работы, студенты приобретают навыки проведения экспериментальных исследований с целью получения упругих и механических характеристик материалов, определения напряжённо-деформированного состояния стержней и балок при простых и сложных случаях нагружения, а также определение критических нагрузок при потере устойчивости. Столкнувшись в производственных условиях с аналогичными задачами, будущие инженеры-механики вполне будут способны использовать полученные знания для решения поставленных перед ними задач прочностной надёжности машин и оборудования.
Основополагающие принципы экспериментального метода исследования по-прежнему остаются в силе, а базовые основы проведения простейших опытов, закладываемые при обучении в вузе, имеют перспективу своего развития на качественно новом уровне в современных испытательных лабораториях.
Многолетний опыт преподавания показал, что из трёх видов учебных занятий с наибольшим интересом студенты относятся к лабораторным работам, и этот интерес необходимо всячески подкреплять поиском новых форм и подходов при преподавании курса сопротивления материалов. Авторы практикума надеются, что данное пособие, выданное в электронном виде каждому студенту, положительно скажется на ритмичности учебного процесса и будет в какой-то мере способствовать повышению качества подготовки инженеров-механиков.
Приложение 1
Данные тарировки прорезной пружины
Таблица 1
| P, H | ||||
| ξ, мм | 0,165 | 0,331 | 0,496 | 0,661 |
Жесткость пружины K=6048 Н/мм
Данные тарировки упругого элемента планки
Таблица 2
| P, H | ||||
| ξ, мм | 0,538 | 1,076 | 1,614 | 2,152 |
Жесткость упругого элемента K=1859 Н/мм
Приложение 2
Механические характеристики материалов образцов
Таблица 3
| Сталь 45 | Сталь Ст.3 | Сплав Д 16Т | |
| E, Па | (1,9…2,1)∙1011 | (2,0…2,2)∙1011 | (0,68…0,72)∙1011 |
| G, Па | (0.75…0.85)∙1011 | (0.75…0.85)∙1011 | (0,2…0,3) ∙1011 |
| μ | 0,25…0,3 | 0,25…0,3 | 0,32…0,36 |
ЛИТЕРАТУРА
1. Кривошапко, С.Н. Сопротивление материаов [Электронный ресурс]: Лекции, семинары, расчетно-графические работы/ С.Н. Кривошапко. – М.: Юрайт-издат, 2012. – 413 с. (гриф).
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. Т. 1 – 8-е издание перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001. – 920 с.
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ…………………………………………………………..............3
ВВЕДЕНИЕ… …………………………………………………………….............4
Основы некоторых методов экспериментального исследования
напряженно-деформированного состояния тел…………………………………5
Вопросы исследования устойчивости………………………………………….
Лабораторная работа № 1
«Определение модуля упругости и коэффициента Пуассона»…………...........5
Лабораторная работа № 2
«Испытание на срез»……………………………………………………….........13
Лабораторная работа № 3
«Определение модуля сдвига при испытании стержня на кручении»….........18
Лабораторная работа № 4
«Проверка закона распределения нормальных напряжений в поперечном сечении прямого бруса при поперечном изгибе»……………………………...24
Лабораторная работа № 5
«Определение линейных и угловых перемещений поперечных сечений статически определимой балки и сравнение результатов испытаний с теоретическими расчетами»………………………………………………….....31
Лабораторная работа № 6
«Определение посредством тензометрии главных напряжений при кручении»………………………………………………………………………...40
Лабораторная работа № 7
«Определение посредством тензометрии главных напряжений при совместном действии изгиба и кручения»……………………………………..48
Лабораторная работа № 8
«Определение критической силы для сжатого стержня большой гибкости».57
Лабораторная работа № 9
«Испытание на растяжение»……………………………………………………67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….76
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………….77
ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………...79