Laboratorium wytrzymałości materiałów
Wydział Budowy Maszyn	Kierunek i rok: Mechanika rok III			Grupa M-3
Wykonawcy: 1. Tomasz Petrykowski 2. Krzysztof Szczepankiewicz		Ćwiczenie nr 9 Temat: Tensometria dynamiczna. Naprężenia w zginanej belce.
Data wykonania ćwiczenia: 3.01.1996r.	Data oddania sprawozdania: 10.01.1996r.		Ocena:

Cel ćwiczenia:

Ćwiczenie polegało na odczycie odkształceń belki jednostronnie podpartej. Odkształcenie tensometrów odzwierciedla odkształcenie belki na którą spada masa m wywołując drgania i odkształcenia sprężyste i plastyczne

Schemat belki:

L₁=224 [mm]

L₂=180 [mm]

L=233 [mm]

a=31.2 [mm]

b=6 [mm]

W celu wyznaczenia ugięć belki i naprężeń w niej panujących podczas obciążenia dynamicznego spadającą masą m posłużymy się metodą Coxa, która w przybliżony sposób uwzględnia wpływ masy belki na zachowanie się układu.

Opis stosowanej aparatury:

-tensometry oporowe

-mostek pomiarowy Watsona

-tensometry połączone w układy:

Układ ćwierćmostkowy o czułości 1 Układ półmostkowy o czułości 1+n i 2

R_c -tensometr czynny

R_k -tensometr kompensacyjny

R_w -tensometr wzdłużny

R_p -tensometr poprzeczny

R,R -rezystory w aparaturze

Tabela 1

Lp	Układ pomiarowy	Czułość układu K	Masa obciążnika	Zakres pomiarowy	Odczyt z mostka w	Odkształcenie e	Napr. dośw. σs	Napr. teoret. σ
-	-	-	kg	%o	-	%o	MPa	MPa
1 2 3 4	ćwierćmos	1 1 2 2	0,25 0,25 1 1	0,1 0,1 0,1 0,1	7 14 48 55	13 26 45 51	2,73 5,46 9,45 10,73	3,05 3,05 12,2 12,2

Wzory wykorzystywane do obliczeń wartości w tabelce:

Wsp.nadwyżek dynamicznych

Tabela 2

Pomiary dynamiczne.

Amplituda statyczna As		14
Wys. spadku h	m	0.4 0,3 0,2 0,1
Zakres dynamiczny Zd	%o	2 2 2 1
Amplituda dynamiczna Ad		978 804 636 374
Amplituda Ai		228 152 131 35
Amplituda Ai+k k		179 103 81 4 4 4 4 4
Pierwsza postać T1m drgań m	s	0,0044 0,0006 0,0014 0 4 4 4 4
Druga postać T2n drgań n	s	0,0034 0,004 0,0032 0,0014 4 4 4 4
Wsp. nadw. dynam. Kd		69,9 57,5 45,5 26,8
Wsp. nadw. dynam. teor. Kdt		117,78 87,05 65,9 24,88
Dekrement tłumienia δ		0,11 0,18 0,22 1,008
Okres drgań T1	s	0,0158 0,0156 0,0144 0,0116
Okres drgań T2	s	0,0544 0,0544 0,053 0,0514
Częstotliwość f1	Hz	63,3 64,1 69,5 86,2
Częstotliwość f2	Hz	18,38 18,4 18,87 19,46
Częstotliwość teore. f1t	Hz	92,251 92,251 92,251 92,251
Częstotliwość teore. f2t	Hz	584,5 584,5 584,5 584,5

Wykres zależności

Wnioski:

W ćwiczeniu tym rozpatrywaliśmy uderzenie masy m spadającej z pewnej wysokości i uderzającej w koniec belki wspornikowej o stałym przekroju poprzecznym.

Naprężenia w belce można wyznaczyć metodą elementów skończonych, co jest jednak praco- i czasochłonne. Często szybsze, tańsze i dające dokładniejsze wyniki jest stosowanie analizy naprężeń na drodze doświadczalnej, czego przykładem może być tensometria. Stosuje się w niej różne rodzaje tensometrów, najczęściej jednak tensometry rezystancyjne.

W trakcie ćwiczenia dokonaliśmy pomiaru odkształceń tensometrów rozmieszczonych jak na rysunku. Mostek pomiarowy był połączony z komputerem, który zarejestrował wyniki, obliczył też naprężenia .Wykres zależności naprężeń dynamicznych od prędkości spadana bijaka przedstawia funkcję rosnącą Na tym wykresie można zauważyć ,że wraz ze wzrostem prędkości obciążnika rosną naprężenia dynamiczne ;czyli prędkość jest bezpośrednio zależna od wysokości .Im większa jest wysokość spuszczania bijaka ,tym bardziej rosną naprężenia dynamiczne.