(DVPI numit după VV Kuibyshev)
Instrucțiuni metodice și rapoarte privind activitatea de laborator
DEFINIREA MODULULUI DE ELASTICITATE CU STRETCHING
SCOPUL LUCRĂRII. Determinarea experimentală a modulului de elasticitate la tensiunea E (modul Young) și compararea lui cu valoarea de referință.
SCURTĂ INFORMAȚII TEORETICE
Practica pe termen lung a construirii structurilor inginerești, experiența de funcționare a acestora și observarea comportamentului sub diferite tipuri de influențe externe, inclusiv cele distructive, au arătat că mișcările lor în anumite limite sunt proporționale cu încărcăturile care acționează.
Această regularitate a fost exprimată pentru prima dată în 1678. Robert Hooke în cartea „Cu privire la rezistența și elasticitatea“ - prima lucrare imprimată pe proprietățile elastice ale materialelor, sub formă de formulare: „ce se mișcă, deci este puterea“, care este cunoscut sub numele de legea lui Hooke. Această interpretare stabilește relația dintre mișcarea (unghiulară sau liniară) a unui punct arbitrar A al sistemului dintr-o sarcină externă sub forma
unde Δ - factor în funcție de tipul de sarcină externă, aria sa de aplicare, poziția punctului A. Tipul de mișcare și direcția avută în vedere, caracteristicile geometrice ale sistemului și proprietăților fizico-mecanice ale materialului.
În cazul general, setul de combinații posibile ale factorilor menționați determină, de asemenea, setul de valori specifice ale lui Δ. Astfel, expresia (1) trebuie privită drept legea lui Hooke pentru un sistem care nu este foarte convenabil pentru calcule specifice.
Schimbările geometrice ale sistemului sunt manifestări ale deformării materialului său, a cărui intensitate determină puterea sistemului ca întreg. O interpretare modernă a legii lui Hooke se datorează lui Ougusteni Cauchy. care l-au adus la punct, stabilind pentru materialul în care este relația
unde σ este stresul normal,
ε este deformarea liniară relativă,
E este modulul de elasticitate sub tensiune (modulul Young).
Relația (2) nu mai este conectată la caracteristicile specifice ale sistemului și reflectă proprietățile numai a materialului însuși. Astfel, puterea sistemului ca întreg a fost determinată de puterea materialului său în acest punct.
Relațiile liniare de tipul (1) dintre sarcina externă și deplasările pentru sistemele specifice, care sunt utilizate de obicei în calculele de inginerie, pot fi obținute pe baza expresiei (2).
În cazul general, legea lui Hooke este o idealizare liniară a secțiunii inițiale a dependenței σ = f (ε). Pentru anumite materiale, cum ar fi oțel, această idealizare este foarte precisă, totuși, pentru materiale precum fontă, materiale de construcție, compozite, este o aproximare destul de dificilă.
legea Hooke este cel mai clar manifestată în tije de tensiune directe secțiune transversală constantă, pe care determinarea se realizează din principalele caracteristici mecanice ale materialelor.
Pentru prima dată, conceptul de modul de elasticitate a fost introdus în 1820 de Thomas Jung. care a calculat-o pentru oțel, determinând frecvența de oscilație a furcii de tuning.
Pentru cele mai obișnuite materiale, E are următoarele valori (MPa)
Aliaje de aluminiu-magneziu ............ .. (0,7-0,8) 105
Setarea lucrării de laborator este prezentată în Fig.
H
Fig.1 Schema de ajustare pentru lucrările de laborator
În gaura suportului de susținere (2), a cărei mișcare longitudinală este creată de roata de încărcare (8), este instalat un știft pivotar mobil (7). Proba de testare (9) este fixată în ștecher (6) și pe axa (7) cu știfturi speciale.
Pe suprafața eșantionului de testare blocat patru măsurători tensiometrice (2), din care №1 №2 măsurate și deformări longitudinale și №3 și №4 - transversal.
Proba este încărcată prin rotirea roții de mână (8). Valoarea forței de tracțiune este controlată de unitatea de contor de energie (IC), iar citirile tensometrelor - Transductorul unitate (ID).
ORDINEA DE PERFORMANȚĂ
1. Pentru a elimina lacunele în reglajul asamblat, preîncărcați specimenul de testare. Eliminați indicațiile inițiale (nr) ale ID-ului pentru indicatorii de tensiune # 1 și # 2 și înregistrați-i în jurnalul de măsurare.
2. Efectuați serie de încărcare a probei eforturi suplimentare 1 kN și 2 kN și 3 kN, controlul indicațiilor lor valoare IP. Indicațiile tensometrelor trebuie să fie înregistrate cu ID-ul pentru fiecare etapă de încărcare, stocându-le în jurnalul de măsurare.
3. Pentru fiecare calibru de tensiune, compuneți Pi-ni și apropiați-l cu o linie dreaptă.
4. Se determină creșterile medii ale indicațiilor ID-ului pentru stadiul de încărcare (ΔP = 1 kN) pentru fiecare măsurătoare de tulpină individuală Δni și ΔnΣР medie pentru ambele împreună.
5. Se determină creșterea medie a deformării liniare relative pentru stadiul de încărcare (ΔP = 1 kN) prin formula
unde KID = 10-6 - prețul unitar al ID-ului în termeni de tulpină relativă.
6. Determinați modulul de elasticitate normală prin formula
unde F este aria secțiunii transversale a probei (lățime 30 mm, grosime 2 mm).
7. Comparați rezultatul cu valorile de referință ale modulului Young.
8. Scrieți un raport privind activitatea de laborator.
9. Protejați munca de laborator.
Revista de măsurători experimentale și prelucrarea acestora
1. Ce este tensiunea normală?
2. Prin ce formula se calculează tensiunile normale pentru secțiunea transversală a eșantionului întins?
3. În ce unități se află tensiunile normale măsurate în sistemul SI?
4. Care este deformarea liniară relativă?
5. Prin ce formula este deformarea liniară relativă calculată pentru proba întinsă?
6. În ce unități sunt măsurate deformările lineare relative?
7. Scrieți Legea lui Hooke "pentru un punct".
8. Care este diferența dintre legea lui Hooke "pentru un punct" și un sistem?
9. Care om de știință a adus Legea lui Hooke la punct?
10. De ce este puterea sistemului determinată de puterea "punctului"?
11. Care este modulul de tracțiune?
12. În ce unități se măsoară modulul Young
13. Ce modul E este egal pentru oțel (cupru, aliaje de aluminiu-magneziu, granit, lemn)?
14. De ce legea Hooke este liniară liniară?
15. Pentru ce materiale legea lui Hooke are cea mai mică deviere de la liniaritate, pentru care este cea mai mare și de ce?
16. Ce este un indicator al tulpinii și care este principiul funcționării sale?
Guk Robert (1635-1703) este fizician englez, secretar al Societății Regale din Londra, profesor la Universitatea din Londra, curator al experimentalistului Royal Society of London. Lucrările științifice se referă la căldură, optică, mecanică cerească.
Cauchy Augustin Louis (1789-1857) este un matematician francez, membru al Academiei de Științe din Paris. Lucrările științifice se referă la matematică, fizică matematică, teoria elasticității, optică.
Thomas Young (1773-1829), un fizician englez, astronom și medic, profesor de Institutul Regal (Londra). Lucrările științifice se referă la fizică, chimie, astronomie, geofizică, mecanică, optică, filozofie și medicină.
Grup de studenți finalizat
A acceptat E. Borisov
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: