Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта
Всегда готовы помочь - горящие тур - мы знаем что вам предложить..

Курсовые и лабораторные по по сопромату

Напряженное состояние, возникающее в области контакта двух тел. Какие факторы влияют на величину контактных напряжений. Отличие действия контактных напряжений от действия обычных сжимающих напряжений. Можно ли принять значение ?в при сжатии материала в качестве разрушающих напряжений смятия. Определение напряжений, возникающих при контакте двух цилиндров. Приведенный модуль упругости и приведенный радиус кривизны. Процесс разрушения металла под действием контактных напряжений. Наиболее опасные условия воздействия контактных напряжений.

Определение модуля продольной упругости и коэффициента Пуассона для стали

Ц е л ь р а б о т ы: определение модуля продольной упругости и коэффициента Пуассона для стали.

Т е о р е т и ч е с к а я ч а с т ь  р а б о т ы. На основании закона Гука абсолютная продольная деформация бруса  прямо пропорциональна внутренней продольной силе , вызвавшей эту деформацию: 

 . (2.24)

Измерив опытным путем величину осевой нагрузки  и вызванную ею продольную деформацию  и зная размеры испытуемого бруса, вычисляют модуль продольной упругости по формуле, полученной из (2.24)

 . (2.25)

Под воздействием внешней нагрузки изменяются как продольные, так и поперечные размеры бруса, соотношение между которыми при растяжении или сжатии для каждого материала является величиной постоянной в пределах упругих деформаций.

Коэффициентом Пуассона  называют абсолютную величину отношения относительной поперечной деформации  к относительной продольной деформации , т. е.

 , (2.26)

 где ;  (2.27)

  и   - начальные поперечные и продольные размеры бруса, соответственно.

Коэффициент  Пуассона можно вычислить, если измерить линейные деформации бруса в поперечном  и продольном  направлениях при действии осевой нагрузки.

Для повышения точности определения искомых упругих характеристик образец необходимо нагрузить ступенями 3-4 раза. Наибольшую нагрузку на образец можно определить по величине предела пропорциональности или предела текучести материала по формуле: 

  (2.28)

Тогда при числе ступеней нагружений  величина ступени нагружения

 . (2.29)

О п и с а н и е л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и. На стальном образце 1 прямоугольного поперечного сечения (рис. 2.15), закрепленном в захватах 2 машины для испытаний на растяжение-сжатие, устройство которой описано в работе 2.1., установлены попарно (для увеличения точности измерений) рычажные тензометры Гуггенбергера: 3 – для измерения продольных деформаций, 4 – для измерения поперечных деформаций.

Рычажный тензометр  (рис. 2.16) устанавливается на образец 1 с помощью специальной струбцины и опирается на него двумя ножами – неподвижным 2 и подвижным 3, выполненными в виде призмы.

  Рис. 2.15. Схема закрепления Рис. 2.16. Схема рычажного

тензометров на образце тензометра

 

Расстояние  между ножами называется базой тензометра (минимальная - 20 мм, но с помощью удлинителей база может быть увеличена до 100 мм). При деформации образца расстояние между ножами изменяется. Подвижный нож 3 повернется и отклонит рычаг 4. Отклонение рычага 4 через тягу 5 передается на стрелку 6, которая повернется вокруг оси, закрепленной на рамке 7. Перемещение стрелки по шкале 8 пропорционально изменению расстояния между ножами.

Шкала 8 тензометра проградуирована в миллиметрах. Отношение отсчета по шкале к изменению расстояния между ножами называют коэффициентом увеличения тензометра , величина которого определяется соотношением 

где - размеры плеч рычагов тензометра (рис. 2.16).

Значение его для каждого тензометра указывается в паспорте.

  М е т о д и к а п р о в е д е н и я о п ы т а и о б р а б о т к а

р е з у л ь т а т о в. 1. Штангенциркулем измеряют поперечные размеры образца и  с точностью 0,1 мм. По формулам (2.28) и (2.29) определяют величину ступени нагружения  и число опытов  и записывают эти данные в журнал наблюдений.

2. Нагружают образец предварительной нагрузкой и устанавливают стрелки 6 (рис. 2.15) всех четырех тензометров в исходное положение. Величину этой нагрузки и показания тензометров принимают за исходные и записывают в журнал наблюдений.

3. Нагружают образец равными ступенями  и записывают соответствующие показания всех тензометров . Вычисляют среднее значение приращений показаний двух тензометров 3 для измерения продольных деформаций и двух тензометров 4 – для измерения поперечных деформаций по формулам соответственно:

   и , (2.30) 

где   - число ступеней нагружения.

После этого вычисляют опытные значения абсолютных продольных  и поперечных  деформаций

  , , (2.31) 

где - коэффициент увеличения тензометра.

4. Подставив значение  в формулу (2.25), определяют опытное значение модуля продольной упругости . Затем, подставив значения  и  в формулу (2.26) с учетом формул (2.27), получают опытное значение коэффициента Пуассона .

Обработку опытных данных выполняют согласно требований раздела 4.

Проводят анализ результатов опыта.

Содержание отчёта

1. Название лабораторной работы.

2. Цель лабораторной работы.

3. Испытательная машина.

4. Исходные данные.

4.1. Поперечное сечение образца:

  ширина , высота h, площадь поперечного сечения .

4.2. База тензометров:

  для измерения продольных деформаций ;

 для измерения поперечных деформаций .

4.3. Коэффициент увеличения тензометра .

4.4. Табличные значения:

 - модуль продольной упругости для стали ;

 - коэффициент Пуассона для стали .

п/п

Нагрузка

Приращение нагрузки

Продольная

деформация

Поперечная

деформация

I тензом.

II тензом.

I тензом.

II тензом.

Средние значения приращений

5. Обработка результатов опыта.

Расчёт опытных значений абсолютной продольной  и абсолютной поперечной  деформаций.

Расчёт опытных значений относительной продольной  и относительной поперечной  деформаций.

Расчёт опытных значений модуля продольной упругости  и коэффициента Пуассона .

6. Сравнение опытных и теоретических значений.

Вопросы для самоконтроля

Какова цель лабораторной работы?

На какой машине выполняется лабораторная работа? Какой используется образец?

Как формулируется и записывается закон Гука при растяжении?

Что называют модулем продольной упругости материала? Каков его физический смысл.

Как записывается формула абсолютного удлинения бруса при растяжении? Что такое жесткость сечения бруса при растяжении?

Что происходит с поперечными размерами бруса при его растяжении в продольном направлении?

Что такое относительная продольная и относительная поперечная деформации бруса? Как их рассчитывают? Что такое коэффициент Пуассона? Каковы пределы его изменения?

Как устроен рычажный тензометр? Что им измеряют? Что такое коэффициент увеличения тензометра?

Что называют базой рычажного тензометра?

10. С какой целью к образцу прикладывают начальную нагрузку?

11. Что такое ступень нагружения?

12. Как вычисляют коэффициент увеличения тензометра?

13. Как определяется наибольшая нагрузка, прикладываемая к образцу?

Расчет болтовых и заклепочных соединений

В зависимости от числа срезов одного болта или одной заклепки их называют односрезными, двухсрезными и т.д. (рис. 3.1.3, а, б).

Они должны удовлетворять, во-первых, условию прочности на срез

  (3.1.4)


где Q – поперечная сила, равная внешней силе F, действующей на соединение; Rbs – расчетное сопротивление на срез; А = πd2/4 – расчетная площадь сечения болта или заклепки; d – диаметр заклепки или наружный диаметр болта; ns – число срезов одного болта или заклепки; γb – коэффициент условий работы соединения, имеющий значения в интервале ; n – число болтов или заклепок.

Если величины F, Rbs, γb, ns известны, то задаваясь числом заклепок или болтов n, можно найти необходимый для обеспечения прочности на срез диаметр

 . (3.1.5)

А зная d, F, Rbs, γb, ns, можно определить потребное число заклепок или болтов

  (3.1.6)

 Во-вторых, заклепки или болты должны отвечать условию прочности на смятие. Под смятием понимают пластическую деформацию, возникаю-щую в соединениях на поверхностях контакта (рис. 3.1.4, а). Возникаю-щие при этом напряжения являются нормальными, закон распределения которых по поверхности контакта достаточно сложен (рис. 3.1.4, б).

Упрощая расчет, площадь, подвергающуюся смятию, принимают равной

где d – диаметр заклепки (болта); n – их число; Σt – наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении. Сминающей будет та же сила F, которая производит и срез. Таким образом, условие прочности на смятие имеет вид:

  (3.1.7)

где Rbp – расчетное сопротивление на смятие.

Из условия (3.1.7) можно найти либо необходимый диаметр d по известным величинам F, t, n, Rbp,:

 , (3.1.8)

либо определить потребное число заклепок n

 . (3.1.9)

Из двух значений диаметров, рассчитанных по формулам (3.1.5) и (3.1.8), берут больший, округляя его до стандартного значения. Точно так же из двух значений n, рассчитанных по формулам (3.1.6) и (3.1.9), выбирают большее число, естественно, округленное до большего целого.

У к а з а н и я

 1. В заклепочных и болтовых соединениях при действии поперечной силы Q , проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между заклепками или болтами принимают равномерным.

 2. При действии на соединение момента, вызывающего сдвиг соединяемых элементов, распределение усилий на болты или заклепки следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта или заклепки.

 3. Болты или заклепки, работающие одновременно на срез и растяжение, следует проверять отдельно на срез и на растяжение.

Явление концентрации напряжений и условия его возникновения, примеры. Сложное напряженное состояние в зоне концентрации. Вид эпюры главных напряжений в ослабленном сечении. Коэффициент концентрации напряжений. Какие факторы влияют на его величину. Эпюра напряжений для растянутого образца с трещиной. Тенденция к дальнейшему распространению трещины. Эпюра нормальных напряжений при изгибе вала с галтелью. Влияние радиуса галтели на величину коэффициента концентрации. Почему концентрация напряжений более опасна для деталей из хрупких материалов.

Инженерная графика

 

Начертательная геометрия
Теория цепей
Сопромат
Лабораторные работы
Электротехника
Математика