Испытание материалов и определение их физико-механических характеристик

Лабы
Физика

Черчение

Лекции
Задачи

Определение основных механических характеристик стали на растяжение Ц е л ь р а б о т ы: изучение процесса деформирования при растяжении образца из малоуглеродистой стали, определение основных механических характеристик прочности, пластичности и марки стали. При определении качества конструкционных материалов, выпускаемых промышленностью, одним из основных видов испытаний являются испытания на растяжение. Результаты испытаний позволяют судить о прочности материалов при статических нагрузках, выбирать материал для проектируемой конструкции. Они являются основными при расчетах на прочность деталей машин и элементов конструкций.

Испытание на сжатие образцов из различных материалов Ц е л ь р а б о т ы: изучение поведения пластичных, хрупких и анизотропных материалов при сжатии и определение их механических характеристик. Помимо испытания на растяжение вторым основным видом является испытание материалов на сжатие. При этом, так же как и при растяжении, получают диаграмму в координатах . Рассмотрим особенности поведения различных материалов при сжатии.

Испытание на кручение образца из малоуглеродистой стали Ц е л ь р а б о т ы: определение модуля упругости второго рода (модуля сдвига), изучение процесса разрушения и определение механических характеристик стали и чугуна при кручении. В инженерной практике на кручение работают валы машин, витые пружины и др. При кручении круглого и кольцевого стержня возникает деформация чистого сдвига.

Определение модуля продольной упругости и коэффициента Пуассона для стали На основании закона Гука абсолютная продольная деформация бруса  прямо пропорциональна внутренней продольной силе , вызвавшей эту деформацию

Испытание материалов на выносливость Ознакомление с методом определения предела выносливости материала и исследование влияния на его усталостную прочность концентрации напряжений. Способность материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, циклически изменяющихся во времени, называется выносливостью.

Испытание различных материалов на ударную вязкость Изучение методики определения ударной вязкости пластических масс и других неметаллических материалов при испытании стандартных образцов на маятниковом копре.

Определение нормальных напряжений в балке при прямом изгибе Ознакомление с методом электротензометрирования. Опытное изучение закона распределения нормальных напряжений по высоте сечения балки и сравнение с напряжениями, вычисленными теоретически. Прямым изгибом называют такой изгиб, при котором силовая плоскость совпадает с одной из главных плоскостей балки.

Определение главных напряжений при совместном изгибе и кручении тонкостенной трубы Определение опытным путем величины и направления главных напряжений в поверхностном слое тонкостенной трубы при кручении, а также при одновременном изгибе и кручении, и сравнение их с данными, полученными теоретическим расчетом.

Определение напряжений при внецентренном растяжении бруса Определить опытным путем нормальные напряжения в крайних волокнах поперечного сечения бруса при внецентренном растяжении и сравнить их с напряжениями, вычисленными теоретически.

Определение напряжений в стенке тонкостенного сосуда Ц е л ь р а б о т ы: определение напряжений в стенке тонкостенного осесимметричного сосуда, находящегося под действием внутреннего давления, и сравнивание с напряжениями, полученными расчетным путем. Тонкостенным осесимметричным сосудом называют оболочку, срединная поверхность которой представляет собой поверхность вращения, а соотношение толщины её стенки  и наименьшего главного радиуса кривизны срединной поверхности   составляет .

Определение деформаций при прямом поперечном изгибе балки Ц е л ь р а б о т ы: экспериментальное определение деформаций балки при плоском поперечном изгибе и сравнение их с деформациями, вычисленными теоретическим расчетом. Прямым изгибом называют такой изгиб, при котором плоскость действия изгибающих нагрузок проходит через одну из главных осей инерции поперечного сечения балки. Изгиб называют поперечным, если в поперечных сечениях балки наряду с изгибающим моментом возникают и поперечные силы. При прямом изгибе ось балки и после деформации остается в плоскости внешних сил.

Определение деформаций при косом изгибе балки Определить опытным путем величину и направление прогиба свободного конца консоли при косом изгибе и сравнить полученные результаты с величинами, вычисленными теоретически. Косым изгибом называют такой вид изгиба, при котором плоскость действия внешних нагрузок (силовая  плоскость) не совпадает ни с одной из главных центральных осей инерции поперечного сечения бруса.

Определение момента в защемлении статически неопределимой балки Экспериментальное определение момента в защемлении статически неопределимой балки и сравнение его с моментом в защемлении, полученным теоретическим путем. Балки, для которых определение опорных реакций не может быть произведено лишь при помощи уравнений статического равновесия, называют статически неопределимыми. Кроме уравнений равновесия для раскрытия статической неопределимости составляют дополнительные уравнения – условия совместности перемещений. 

Проверка интеграла Мора на примере плоской статически неопределимой рамы Опытное определение величины горизонтального перемещения подвижной опоры статически определимой рамы и распорного усилия статически неопределимой рамы. Сравнение этих величин с данными, полученными по теоретическим формулам.

Проверка теории изгибающего удара Опытное определение динамического коэффициента при изгибающем ударе по середине пролета двухопорной балки и сравнение его с динамическим коэффициентом, полученным расчетом.

Определение критической силы при продольном изгибе Изучение явления потери устойчивости при осевом сжатии прямого стержня и сравнение критической силы, определенной опытным путем и вычисленной по формуле Эйлера при различных способах закрепления стержня. Деформированное состояние стержня, представляющее собой равновесие между внешними и внутренними силами, может быть не только устойчивым, но и неустойчивым. Если при любом возможном отклонении от состояния равновесия внутренние силы в деформированном стержне изменяются так, что он имеет стремление возвратиться к первоначальному прямолинейному состоянию и в итоге к нему возвращается, то упругое равновесие будет устойчивым.

Обработка и предоставление результатов измерений Физической величиной называют свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. При этом индивидуальность в количественном отношении следует понимать в том смысле, что свойство может быть для одного объекта в определенное число раз больше или меньше, чем для другого.

Расчет на прочность и жесткость при растяжении - сжатии Выбор материала и допускаемых напряжений. Расчет физико-механических характеристик материала.

Построение эпюры напряжений

Расчет на жесткость стержня постоянного сечения. Для стержня из дюралюминия Д16, площадью сечения 10 см2, представленного на рисунке 1.4, необходимо построить эпюры продольных сил и осевых перемещений, выполнить расчет на жесткость. Построение эпюр продольных сил и перемещений.

Расчет на жесткость

Расчет на прочность

Содержание и задачи курса сопротивление материалов. Сопромат – это наука об инженерных методах расчёта элементов конструкций на прочность, жёсткость и устойчивость. Задачи проектирования – обеспечить условия жёсткости и устойчивости, с одновременным требованием экономичности и красоты. Основные объекты расчёта сопромата – стержень, пластины, массивное тело.

Метод сечений. Рассмотрим тело, которое находится в равновесии с действием активных и реактивных нагрузок. В том месте, где необходимо определить внутренне усилие, мысленно рассекаем тела на две части, и одну из них (любую) отбрасываем (например, часть B). Действие части B на часть A заменим нагрузкой, которая будет распределена по всему сечению. Из теоретической механики известно, что любое распределённую нагрузку, можно заменить главным моментом и главным вектором сил, проведённым в одной точке, обычно к центру тяжести.

Дифференциальные зависимости при изгибе балок. Они нужны как для построения, так и для проверки правильности построения эпюр. Рассмотрим балку, которая находится в равновесии под действием внешних нагрузок, включая реакции опор.

Вычисление моментов инерции для некоторых простейших фигур

Понятие о напряжениях

Порядок решения статически неопределимой системы. Решаем статическую задачу (записываем уравнения статики) и определяем степень статической неопределённости.

Объёмные деформации. Потенциальная энергия деформации. В результате упругого деформирования твёрдого тела происходит накопление энергии. Эта энергия высвобождается в результате разрушения тела и называется потенциальной энергией.

Плоский изгиб Изгибом называется вид нагружения бруса, при котором к нему прикладывается момент, лежащий в плоскости проходящей через продольную ось. В поперечных сечениях бруса возникают изгибающие моменты.

Правила проверки эпюр

Условие прочности при изгибе Максимальное нормальное напряжение в балке возникает в сечении, где изгибающий момент достигает наибольшей по модулю величины, то есть в опасном сечении .

Перемещения при плоском изгибе При изгибе рассматриваются перемещений: прогиб и угол поворота поперечного сечения. Прогибом балки δ называется величина, на которую перемещается центр тяжести поперечного сечения в направлении, перпендикулярном первоначальной оси балки. Углом поворота поперечного сечения q называется угол, на который поворачивается поперечное сечение при деформации балки

Определение характеристик упругости изотропных материалов Методические указания к выполнению лабораторной работы № 2-3 по курсу “Сопротивление материалов”

Определение модуля сдвига для изотропных материалов Экспериментальное определение характеристик упругости алюминиевого сплава при кручении: модуля сдвига G. Ознакомление с методикой измерения угловых деформаций путем замера линейных перемещений индикаторами часового типа.

Использование метода наименьших квадратов для оценки характеристик упругости изотропных материалов При определении характеристик упругих свойств материалов E, m и G  в данной лабораторной работе используются линейные зависимости (закон Гука для растяжения-сжатия и кручения), в которые входят искомые величины.

Иследование напряжений при изгибе Цель работы: экспериментальная проверка расчетных формул для определения нормальных и касательных напряжений при изгибе.

Расчёт многопролётной статически определимой балки

Построение эпюры поперечных сил

Расчет плоской статически определимой фермы

Рассмотрим заданную ферму, загруженную единичным грузом

Расчет фермы козлового крана Ферма козлового крана представляют собой стержни, имеющие прямолинейную, ломанную или криволинейную ось.

Электротехника