Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Кручение стержней круглого сечения






Цель работы: Экспериментальная проверка закона Гука при кручении и определение модуля сдвига.

 

1. ОБОСНОВАНИЕ И ПОСТАНОВКА ОПЫТА.

 

Как известно, j – угол закручивания при кручении стержней круглого и кольцевого сечений выражается формулой

(8.1)

где Мкр – крутящий момент; j – угол закручивания под действием этого момента, т.е. угол поворота одного сечения относительно другого;

l – расстояние между этими сечениями; I p – полярный момент инерции сечения стержня. При заданных в опыте значениях l, I p достаточно измерить в процессе испытания величину крутящего момента Мкр и соответствующего ему угла закручивания j, чтобы из (8.1) найти модуль сдвига G.

Чтобы проверить справедливость закона Гука, следует нагрузку (крутящий момент) наращивать равными ступенями и, измеряя при этом углы закручивания, убедиться в том, что равным приращением момента Мкр соответствуют равные приращения угла закручивания j.

Для проведения опыта стальной стержень круглого сечения диаметром Д = 25, 35 мм закрепляется в захватах испытательной машины на кручение типа КМ-50 и подвергается закручиванию.

На образце закреплён торсиометр, т.е. измеритель углов закручивания стержня (рис. 13). Торсиометр состоит из двух кронштейнов 2 и 4 с установочными кольцами, закрепляющимися на образце с помощью винтов 5. На конце кронштейна 4 длиной R = 100 мм закреплён индикатор 3, штифт которого упирается в концевое сечение г - образного рычага 2.

Расстояние между установочными кольцами, являющееся базой торсиометра,

a = 150 мм. Принцип измерения угла закручивания состоит в следующем. При закручивании вала происходит поворот сечения 1 относительно сечения 2, что вызывает линейное перемещение ∆ концевого сечения кронштейна 2 относительно концевого сечения кронштейна 4, которое и фиксируется индикатором 3. Как видно из рис. 13 ; вследствие малости углов закручивания в упругой области и угол закручивания (8.2)

 

2. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА.

 

Чтобы исключить влияние зазоров в испытательной установке, производят нагружение образца начальным крутящим моментом в 30 + 60 Нм (3 + 6 кГм).

Устанавливают на нулевую отметку стрелку индикатора, обеспечив предварительный натяг достаточной величины. Затем крутящий момент увеличивают равными ступенями Δ М кр.. Величина Δ Мкр.и количество ступеней нагружения задаются преподавателем. На каждой ступени нагружения фиксируется показание индикатора торсиометра. Результаты записываются в таблицу 8.

 

Таблица 8

Номер ступени нагружения              
Величина момента Мкр, Нм              
Приращение момента              
Показания индикатора И              
Приращения показаний индикатора И              

 

3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТА И ПОДГОТОВКА ОТЧЁТА

Вычисляют с учётом цены деления индикатора среднюю величину взаимного смещения кронштейнов торсиометра на ступень нагружения:

По формуле (8.2) определяют среднее приращение угла закручивания на ступень нагружения:

По формуле (8.1) определяют модуль сдвига:

Строят график зависимости Мкр = f. (j).

 

В отчёт включают схему торсиометра, таблицу 8, расчёты Δ φ ср., G, график Мкр.= f(φ).

При допуске, защите лабораторной работы следует ответить на нижеприведенные контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы.

1. Какой вид нагружения называют кручением?

2. По какой формуле определяют угол закручивания круглого стержня?

3. Что такое относительный угол закручивания? Его размерность.

4. Как рассчитать величину касательного напряжения в любой точке круглого стержня?

5. Чему равно максимальное касательное напряжение в стерне круглгого, кольцевого профилей?

6. Что называется жесткостью стержня при кручении? Охарактеризуйте её составляющие.

7. Запишите формулы для полярных моментов инерции, полярных моментов сопротивления стержней круглого и кольцевого профилей.

8. Как вычислить теоретически модуль сдвига G, зная величины Е и μ?

9. Что такое торсиометр? Объясните принцип измерений с его помощью.

 

 


[1] ГК-1 – приспособление изготовлено в ЭВМ института по чертежам студента гр. ТМ-86-1 Коновалова Д. доц. Гончарова И. Т.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.