2.Сжатие хрупких материалов - Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика»

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика»


Скачать 469.23 Kb.
НазваниеМетодические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика»
страница2/4
ТипМетодические рекомендации
rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Методические рекомендации
1   2   3   4

2.Сжатие хрупких материалов.

Хрупкие материалы при сжатии разрушаются при малых деформациях. Разрушение происходит внезапно с образованием трещин по наклонным или продольным плоскостям. Временное сопротивление при сжатии таких

материалов как чугун, бетон и камень в два и более раз превышает временное сопротивление при растяжении.

Диаграмма сжатия чугуна (рис.3) не имеет прямолинейного участка. Точка E диаграммы (рис.3) соответствует временному сопротивлению при сжатии

=о

Разрушение чугунных образцов, а так же образцов из некоторых марок алюминиевых сплавов, происходит по плоскости (рис.4), наклоненной к оси образца на угол, близкий к 45° от действия максимальных касательных напряжений.



Подготовка образцов к испытанию

Измерить диаметр d и высоту h образцов. Вычислить начальную площадь поперечного сечения каждого образца.

Проведение испытания 1

1. Установить образец из пластичного материала (стали, бронзы и др.)

на нижнюю траверсу испытательной машины.

2. Плавно нагружать образец усилием (до 5070кН).

3. Разгрузить образец.

Обработка результатов испытания I

1. На диаграмме сжатия установить точку А (рис.1) в конце прямолинейного участка.

2. Измерить ординату точки А в мм и умножить ее на масштаб диаграммы (1мм – 500Н). Полученное значение записать в журнал лабораторных работ.

3. Вычислить предел пропорциональности при сжатии по формуле =

4. Сравнить с пределом пропорциональности при растяжении

(см. лаб. работу № 1).

5. В журнал лабораторных работ приложить диаграмму сжатия и выполнить эскиз образца до и после испытания. ЭСКИЗ ОБРАЗЦА

до испытания после испытания

Проведение испытания 2

1. Установить образец из хрупкого материала (чугуна, дюрали и др.) на траверсу испытательной машины.

3. Плавно нагружать образец усилием до разрушения.



Рис.5 Разрушение изделий из

хрупких материалов при сжатии

Обработка результатов испытания 2

1. На диаграмме сжатия установить точку Е (рис.3) в том месте, где диаграмма достигает максимума.

2. Измерить ординату точки Е в мм и умножить ее на масштаб диаграммы (1мм – 500Н). Полученное значение записать в журнал лабораторных работ.

3. Вычислить временное сопротивление при сжатии по формуле



4. В журнале лабораторных работ приложить диаграмму сжатия и выполнить эскиз образца до и после испытания.

ЭСКИЗ ОБРАЗЦА

до испытания после испытания

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИСПЫТАНИЕ НА СРЕЗ СТАЛЬНОГО И ДЕРЕВЯННОГО ОБРАЗЦОВ

Цель работы. 1. Определить временное сопротивление стали при срезе и, сравнить его с временным сопротивлением при растяжении.

2. Определить временное сопротивление дерева при срезе (скалывании) вдоль волокон и сравнить его с временным сопротивлением при сжатии вдоль волокон

Соединительные элементы деталей машин а строительных конструкций (шпонки, штифты, заклепки, болты, угловые сварные швы ), как правило, разрушаются путем сдвига (среза) от действия касательных напряжений, возникающих в плоскостях среза. В расчетах на прочность предполагается, что касательные напряжения распределены равномерно в плоскостях среза и поэтому определяются путем деления силы на площадь среза, т.е.



где Q – поперечная сила,

А – площадь среза.

Опыты показывают, что характеристики прочности при срезе

(предел пропорциональности τпц, предел текучести τТ, временное сопротивление τв) меньше соответствующих характеристик прочности при растяжении.

Теоретически установлено следующее соотношение между допускаемым касательным напряжением τ и допускаемым нормальным напряжением σ:



При одном и том же коэффициенте запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям из соотношения следует



где: σТ и σв – предел текучести и временное сопротивление при растяжении того же самого материала.

Если касательные напряжения не превышают предела пропорциональности τпц, , то при сдвиге имеет место закон Гука



G – модуль сдвига, зависящий от материала,

– угол сдвига.

Подготовка образцов к испытанию

1. Измерить диаметр d стального образца (рис.1). Вычислить площадь поперечного сечения A. Результаты записать в журнал лабораторных работ.

2. Измерить величины a и b (рис.2) выступающей части деревянного образца. Вычислить площадь скалывания А. Результаты записать в журнал лабораторных работ.



Проведение испытания 1

1. Установить приспособление со стальным образцом (рис.1) на нижнюю траверсу испытательной машины.

2. Плавно нагружать приспособление сжимающим усилием до разрушения образца.

3. По показаниям устройства испытательной машины определить силу среза .

Обработка результатов испытания 1

1. Определить временное сопротивление стали при срезе τв путем деления силы среза на удвоенную площадь поперечного сечения.

2. Сравнить τв с временным сопротивлением стали σв при растяжении (см. лаб. работу №1).

3. В журнале лабораторных работ выполнить эскиз образца до и после опыта.

ЭСКИЗ ОБРАЗЦА

до испытания после испытания

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИСПЫТАНИЕ КОНСОЛЬНОЙ БАЛКИ НА КОСОЙ ИЗГИБ

Цель работы: определить прогиб балки при косом изгибе, построить плоскость изгиба и определить положение нейтральной линии.

Косой изгиб имеет место в том случае, когда плоскость действующей нагрузки не совпадает ни с одной из главных плоскостей.

Рассмотрим консольную балку (рис.1, а), поперечным сечением которой является равнобокий уголок (рис.1, б), нагруженный вертикальной силой F на конце, проходящей через центр тяжести сечения С. В этом положении уголка плоскость действующей нагрузки не совпадает с главными плоскостями, проходящими через ось балки x и одну из главных центральных осей инерции сечения, и уголок подвергается косому изгибу.

Косой изгиб принято рассматривать как одновременный изгиб в двух главных плоскостях xy и xz.

Для этого сила F (рис.1, б) разлагается на

составляющие по направлениям осей у и z

(1)



Прогибы балки на свободном конце в главных плоскостях определяются по формулам плоского изгиба

(2)

где E – модуль упругости уголка, Iz и Iy - моменты инерции сечения.

Полный прогиб f определяется как геометрическая сумма составляющих

(3)

Плоскость, проходящая через вектор f и ось балки x, называется плоскостью изгиба.

Так как Fy =Fz, а моменты инерции уголка Iy и Iz различны (Iz >Iy), то из формул (2) следует, что v < w. Поэтому вектор f будет отклонен влево от вектора нагрузки F на некоторый угол (рис.1, б), т.е. плоскость изгиба не совпадает с плоскостью действующей нагрузки, что является особенностью косого изгиба.

Нейтральная линия (н.л.) при косом изгибе, так же как при плоском, проходит через центр тяжести сечения С и перпендикулярна плоскости изгиба, т.е. вектору f .

Нормальные напряжения при косом изгибе определяются как алгебраическая сумма нормальных напряжений двух плоских изгибов в главных плоскостях



где Mz и Мy – изгибающие моменты относительно главных центральных осей, у и z – координаты точки сечения, в которой вычисляется напряжение.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Испытания производятся на установке (рис.1, а), представляющей стальную консольную балку 1 длиной l =100 см, поперечным сечением которой является равнобокий уголок 50505 ГОСТ 8509-98.

Геометрические характеристики уголка:

моменты инерции сечения Iz = 17,8 см4 , Iу = 4,63 см4,

положение центра тяжести сечения Z0 = 1,42 см.

Нагружение балки производится путем установки груза на подвеску 2, которая передает давление на балку через обойму 4, свободно вращающуюся вокруг центра тяжести сечения (рис.1, в, г).

С помощью рукоятки 3 и транспортира, укрепленного в месте заделки, уголок можно поворачивать относительно продольной оси на любой угол. В положении I (рис.1, в) имеет место косой изгиб, а в положении II (рис.2, г) –

плоский изгиб в вертикальной плоскости, так как плоскость нагрузки в этом положении совпадает с главной плоскостью xz.

Для определения полного прогиба f уголка необходимо измерить составляющие прогиба в любых двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для удобства измерений опытное определение составляющих прогиба производится в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Измерение прогибов производится с помощью индикаторов часового типа с ценой деления 0,01 мм. При измерениях индикаторы А и В следует располагать таким образом (рис.1, в, г), чтобы они касались обоймы 4. Это позволяет исключить влияние кручения уголка на показания индикаторов, так как кручение уголка не передается на обойму 4.

Проведение испытания 1

1. Установить уголок в положение I с помощью рукоятки 3 (рис.1, а, в).

2. Установить индикаторы в горизонтальном и вертикальном направлениях.

3. Записать начальные показания индикаторов в делениях.

4. Установить на подвеску 2 груз F = 30 Н.

5. Записать новые показания индикаторов в делениях.

6. Снять груз с подвески 2 и отодвинуть стойки с индикаторами.

Обработка результатов испытания 1

1. Вычислить перемещение уголка в горизонтальном направлении fA по разности отсчетов горизонтального индикатора и цене деления.

2. Аналогично вычислить перемещение уголка в вертикальном направлении fB.

3. Вычислить полный прогиб f как геометрическую сумму



4. Построить плоскость изгиба и указать положение нейтральной линии.

Для этого от центра тяжести сечения С (рис. 2) отложить в определенном масштабе значения fA и fB. Построить параллелограмм и провести f как диагональ. Перпендикулярно вектору f провести прямую, которая будет являться нейтральной линией (н. л.).

5. Вычислить теоретические составляющие прогиба по формулам (2) и полный прогиб f формуле (3).

6. Вычислить расхождение в процентах между опытным и теоретическим значением f.

Проведение испытания 2

1. Установить уголок в положение II с помощью рукоятки 3 (рис.1, а, г).

2. Установить индикаторы в горизонтальном и вертикальном направлениях.

3. Записать начальные показания индикаторов в делениях.

4. Установить на подвеску 2 груз F = 30 Н.

5. Записать новые показания индикаторов в делениях.

6. Снять груз с подвески 2 и отодвинуть стойки с индикаторами.

Обработка результатов испытания 2

1. Вычислить перемещение уголка в горизонтальном направлении fA по разности отсчетов горизонтального индикатора и цене деления.

2. Аналогично вычислить перемещение уголка в вертикальном направлении fB.

3. Вычислить теоретическое значение прогиба в вертикальной плоскости fB =w по формуле (2), в которой Fz заменить на F .

4. Вычислить расхождение в процентах между опытным и теоретическим значением fB.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС.

1.Цель работы – ознакомление с конструкциями зубчатых (цилиндрических, конических, червячных) колес; определение основных параметров зубчатых колес путем их замера и расчета: выполнение эскизов зубчатых колес.

2.Оборудование и принадлежности. Для выполнения данной работы необходимо иметь:

- шестерни (зубчатых колес);

- цилиндрические (прямозубые, косозубые, шевровые);

- конические прямозубые;

- червяки и червяные колеса.

3. Порядок выполнения работы:.

3.1 Провести внешний осмотр зубчатых колес, изучить конструкции зубчатых колес, провести замеры основных элементов зубчатых колес, данные замеров и расчетов занести в таблицы, выполнить эскиз зубчатого колеса.

Цилиндрические прямозубые зубчатые колеса (рис.1, 2)

Рис.1 Цилиндрическое прямозубое зубчатое колесо




Рис. 2 Рис.3 Исходный контур
3.1.1. Определить количество зубьев колеса.

3.1.2. С помощью штангенциркуля замерами определить толщину зуба по делительному диаметру.

Рис.4

3.1.3. Определить модуль зуба и привести к стандартному значению.

3.1.4. Определить расчетами, исходя из стандартного значения модуля диаметры делительный и диаметр впадин (d и df).


3.1.5. Остальные размеры определить замерами с помощью измерительных инструментов.

3.1.6. Цилиндрические косозубые и шевронные зубчатые колеса (рис.5,6).



Рис.5 Рис.6




Рис.7 а) Исходный контур, б) Силы действующие в зацеплении
3.1.7. Определить количество зубьев колеса.

3.1.8. С помощью штангенциркуля замером определить диаметр окружности выступов зубьев колеса.

3.1.9. Определить модуль колеса и привести к стандартному значению.

3.1.10. Замерить угол β наклона зубьев непосредственно по диаметру выступов с помощью универсального угломера.

3.1.11. Определить расчетом, исходя из стандартного значения модуля m, диаметры делительной и окружности впадины (d и df).

3.1.12. Остальные размеры определить замерами с помощью измерительных инструментов.

3.1.13. Данные занести в таблицу 1.

3.1.14. Конические прямозубые зубчатые колеса (рис. 9);




Рис.8 Исходный контур


Рис.9

3.1.15. Червяки и червячные колеса (рис. 10).



Рис.10 Рис.11 Исходный контур вала-червяка

Таблица 1.

Наименование параметров и его единица

Обозначение

Способ обозначения

Результаты измерений и вычислений

Число зубьев

z

Сосчитать




Нормальный шаг измеренный по делительной поверхности, мм

pn

Измерить





Высота зуба, мм

h

Измерить




Нормальный модуль, мм

mn

mn=pn /




Угол наклона зуба по вершинам, град

β

Измерить (см.рис.2)




Угол наклона зуба по делительному диаметру, град

β

cosβ=mnz/d




Диаметр делительной окружности колеса, мм

d

d=mnz/cosβ




Диаметр вершин зубьев, мм

da

da =d+2mn




Диаметр впадины зубьев, мм

df

df = d-2,5mn




Ширина венца, мм

b

Измерить




Диаметр ступицы, мм

dcm

Измерить




Длина ступицы, мм

lcm

Измерить




Диаметр отверстия под вал, мм

dв

Измерить





По данным таблицы выполнить эскиз зубчатого колеса.

1   2   3   4

Похожие:

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические указания по проведению лабораторных работ по дисциплине «Информатика»
Методические указания по проведению лабораторных работ предназначены для студентов гоапоу «Липецкий металлургический колледж» технических...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические указания по проведению лабораторных работ по дисциплине «Информатика»
Методические указания по проведению лабораторных работ предназначены для студентов гоапоу «Липецкий металлургический колледж» технических...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические рекомендации к проведению лабораторных работ и практических...
Министерством образования России разработаны рекомендации по планированию, организации и проведению лабораторных работ и практических...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические рекомендации по проведению лабораторных, практических...
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города москвы «воробьевы горы»

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические указания к проведению лабораторных работ рпк «Политехник»
Спецкурс по эксплуатации систем электроснабжения: Методические указания к проведению лабораторных работ / Сост. С. В. Хавроничев;...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические указания по проведению лабораторных/практических работ по учебной дисциплине
...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconРеспублики Башкортостан Государственное бюджетное профессиональное...
Номинация «Учебно-методические разработки (практикум, методические указания по проведению лабораторных работ, методические рекомендации...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические рекомендации Рецензенты: доцент кафедры «Прикладная математика и механика»
Методические рекомендации предназначены для руководящих и педагогических работников образовательных учреждений и могут быть использованы...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические указания по проведению лабораторных работ по учебной дисциплине Физика
Краевое государственное автономное профессиональное образовательное учреждение «Пермский авиационный техникум им. А. Д. Швецова»

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические рекомендации по проведению и оформлению практических...
Настоящие методические рекомендации определяют общие требования по выполнению практических работ в соответствии с фгос по специальности...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине...
Методические указания по выполнению лабораторных работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Безопасность труда и инженерная...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические рекомендации по выполнению лабораторных и практических...
Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ для студентов 2-го курса

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические рекомендации по выполнению практических занятий и лабораторных...
Методические рекомендации предназначены для проведения практических и лабораторных занятий по мдк 01. 02

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconМетодические указания для студентов по выполнению лабораторных и...
Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» icon«Миллеровский техникум агропромышленных технологий и управления (дсхт)»...
...

Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по дисциплине «Техническая механика» iconИнструкция по подготовке и проведению огэ по предмету «Физика» Для...
В качестве организаторов ппэ и специалистов по проведению инструктажа и обеспечению лабораторных работ привлекаются лица, прошедшие...


Руководство, инструкция по применению




При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
rykovodstvo.ru
Поиск