Michał Medoń

Grupa: 31

Kierunek: Mechatronika

Wydział: IMiR

Data ćwiczenia: 2.12.2009

Tensometria

Ćwiczenie T4

Temat: Wyznaczenie wartości i kierunków naprężeń głównych.

Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobami pomiarów przy użyciu tensometrów naprężno - oporowych, oraz wyznaczenie płaskiego stanu naprężenia, przy nieznanych kierunkach naprężeń głównych.

Schemat konstrukcji z rozmieszczeniem czujników tensometrycznych-rozety prostokątnej:

Pomiary:

Kąt [˚]	Mo [‰]	Mp [‰ ]	∆M [‰]	ε
0˚	2,72	2,76	0,04	4,102*10^-5
45˚	2,75	2,69	-0,06	-6,153*10^-5
90˚	2,70	2,56	-0,14	-1,435*10^-4

Obliczenia:

Dane:

k= 1,95

E= 2,1*10⁵ [MPa]

1. wydłużenie jednostkowe:

= 4,102*10^-5

= -6,153*10^-5

= -1,435*10^-4

1. kierunki i wartości naprężeń głównych:

1. naprężenia na kierunkach dowolnych:

= -10,568 [MPa]

= -20,027 [MPa]

= 14,234 [MPa]

Koło Mohra

Wnioski:

Tensometryczna metoda pomiarów odkształceń pozwala na dokładne określenie powstałych w konstrukcji naprężeń oraz innych związanych z nimi wartości. Zastosowane tensometry naprężno-oporowe charakteryzują się dużą czułością , mała bezwładnością oraz dużym przełożeniem. . Pomiaru odkształcenia tensometrów dokonaliśmy metodą mostka zerowego przy użyciu mostka TSA4. Próbkę stanowił stalowy krążek z naklejoną rozetą pomiarową ustawiony pod nieznanym nam kątem, ściskany osiowo siłą P.

Ćwiczenie T3

Temat: Transformacja stanu naprężenia do odpowiadającego stanu składowych sił wewnętrznych

Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest dokonanie pomiaru naprężeń i obliczenie sił wewnętrznych w kratownicy płaskiej, metodą tensometryczną przy użyciu wzmacniacza tensometrycznego.

Schemat pomiaru: Rozciąganiu poddawaliśmy ustrój kratowy, wykonany ze stalowych kątowników skręcanych śrubami. Przedmiotem badań będą przekroje prętów rozciąganych I i II oraz ściskanych III i IV. W ćwiczeniu badamy stan naprężenia w przekroju 1, natomiast w przekroju 2 umieszczony jest czujnik kompensacyjny.

Przekrój prętów kratownicy:

Przekrój obciążamy dwoma momentami zginającymi M_X i M_Y oraz siłą N;

Pomiary:

Dokonując pomiaru naprężeń w trzech punktach badanego przekroju (A,B,C) i dokonując ich transformacji jesteśmy w stanie wyznaczyć składowe sił wewnętrznych w przekroju. Schemat obliczeń sprowadza się do rozwiązania równań:

ε_A, ε_B, ε_C – wartości odpowiednich odkształceń w badanych punktach A,B,C.

- wartości odpowiednich naprężeń w badanych punktach A,B,C

I_xg, I_yg - główne centralne momenty bezwładności

A - pole przekroju pręta.

E - moduł Younga.

x_A,B,C, y_A,B,C - współrzędne punktów naklejenia tensometrów naprężno-oporowych w odniesieniu od głównych centralnych osi bezwładności.

Rozwiązanie układu równań stanowią równania:

Wyniki pomiarów:

Miejsce pomiaru	Lp	x [cm]	y [cm]	σ [kG/cm^2]	siła [kG]	M­x [kGm]	My [kGm]	Mw [kGm]
I	1	0,310	1,340	-164,3	206,15	-236,18	-69,208	246,11
	2	-0,610	-0,420	348,4	149,81	-167,61	-102,51	196,47
	3	0,310	-1,340	322,6	227,51	-236,18	-85,102	251,04
	4	-0,610	0,420	240,1	283,85	-167,61	-51,801	175,43
II	1	0,310	1,340	-171,2	204,93	-226,24	-86,556	242,23
	2	-0,610	-0,420	376,4	497,68	-582,52	86,463	588,90
	3	0,310	-1,340	295,2	94,005	-226,24	-3,9788	226.27
	4	-0,610	0,420	264,9	-198,74	-582,52	-177,00	608,81

Wartości średnie dla I pomiaru:

N_ośr= 216,83 [kG] M_xśr = -201,89 [kGm] M­_yśr = -77,155 [kGm]

M­­­_w= 216,131 [kGm]

Wartości średnie dla II pomiaru:

N_ośr= 149,47 [kG] M_xśr = -404,38 [kGm] M­_yśr = -45,267 [kGm]

M_w = 406,906 [kGm]

Wnioski:

Model obliczeniowy kratownicy zakłada, że węzły stanowią bez tarciowe przeguby, siły zewnętrzne działające na kratownice (łącznie z jej ciężarem własnym) przyłożone są w jej węzłach jako siły skupione. Przy takich założeniach w prętach kratownicy powstać mają jedynie siły ściskające lub rozciągające ( osiowe ), które wywołują naprężenia normalne o równomiernym rozkładzie stałe na długości pręta. Rzeczywisty ustrój kratowy zbliżony jest jednak do ustroju ramowego, w którym istotny wpływ na przemieszczenie węzłów mają wewnętrzne siły osiowe. W rzeczywistości pod wpływem obciążenia zewnętrznego kratownica doznaje odkształcenia w wyniku którego węzły ulegają przemieszczeniu i obrotowi.