Испытание стальной двутавровой балки при плоском поперечном изгибе
<в каталог
Цель работы: изучение методики испытаний балки на изгиб; определение нпряжений и перемещений при изгибе балки; экспериментальная оценка прочности и жесткости балки.
Варианты лабораторной работы
Таблица с готовыми вариантами
В работах возможны орфографические ошибки, создание и редактирование документов происходило без автоматической проверки орфографии.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЫ
Цель работы: изучение методики испытаний балки на изгиб; определение нпряжений и перемещений при изгибе балки; экспериментальная оценка прочности и жесткости балки
Постановка работы. Элемент сложной конструкции (металлического каркаса здания, моста, подъемно-транспортной машины, рамы транспортного средства и др.) в виде нагруженной силой Р стальной (
МПа, μ = 0,3) двутавровой балки работает в условиях поперечного изгиба (рис. 1). При проектировании конструкции выполнены расчеты на прочность и жесткость. На стадии приемки в эксплуатацию или после определенного срока работы возникла необходимость экспериментальной оценки прочности и жесткости балки. С этой целью в характерных сечениях и слоях балки установлены рычажные тензометры: Т1 (максимальное напряжение; z1 = 0,5l, у1 = 0,5h); Т2 (по нейтральному слою; y2 = 0); Т3 (произвольные сечение и слой; например, z3 = 0,4l, y3 = 0,4h); Т4 (опасное сечение Qymax; нейтральный слой; под углом 45° - по направлению главной деформации ε1 - для измерения деформаций, а также индикатор часового типа (ИЧТ) для регистрации максимального прогиба f балки. База тензометров lт = 20 мм,
коэффициент увеличения к = 1000. Цена деления ИЧТ 0,01 мм. В процессе испытаний на машине ГРМ-1 регистрировался ряд промежуточных значений рабочей нагрузки Р, показаний тензометров Т1...Т4 и ИЧТ, которые занесены в табл. 1
Требуется: определить экспериментальные приращения нормальных 
и касательных 
напряжений; прогиба Δfэ на ступень нагружения; вычислить соответствующие теоретические величины , 
, оценить расхождения результатов расчета и эксперимента; дать заключение по прочности и жесткости балки при допускаемых напряжениях [σ] = 200 МПа, [τ] = 100 МПа и допускаемом прогибе [f] = 0,002l
Расчет:
1.Проводим обработку экспериментальных данных таблицы и получаем: среднее приращение нагрузки на ступень нагружения
4. Тензометр Т4, установленный по углом 45° измеряет относительную главную деформацию. Относительное приращение главной деформации равно
5. Материал балки в области установки тензометра 
работает в условиях чистого сдвига, когла главные напряжения 
, а главные деформации 
. С учетом этого применяя обобщенный закон Гука, определяем экспериментальные приращения напряжений от максимальной попечечной силы:
8. Расчетные приращения главных напряжений в месте установки тензометра Т4 определяется по формулам Д.И. Журавского
12. проверяем выполнение условия прочности балки по касательным напряжениям от действия максимальной поперечной силы
Заключение.
1. Изучена методика испытаний стальной двутавровой балки на плоский поперечный изгиб.
2. Получены экспериментальные и расчетные значения приращений напряжений и прогибов балки на ступень нагружения. Расхождения результатов расчета и эксперимента показывают, что теория изгиба балок может использоваться в инженерных расчетах.
3. Выполнена экспериментальная оценка прочности и жесткости балки. Даны рекомендации при недопустимых нарушениях условий прочности и жесткости балки.