UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI
Zakład Podstaw Techniki			Laboratorium Maszynoznawstwa
OBLICZENIA I POMIARY NAPRĘŻEŃ ZGINAJĄCYCH METODĄ TENSOMETRII REZYSTANCYJNEJ					Ćwiczenie nr: 6
Grzegorz Zawadzki	semestr: 4 Grupa: II	sprawdzający: dr T. Brodziński		data: 25.03.2007 r.	ocena:

Ćwiczenie ma za zadanie zapoznanie się z podstawami elektrycznej tensometrii oporowej, oraz jej zastosowaniem do praktycznego wyznaczania naprężeń w elementach konstrukcji podanych obciążeniom statycznym.

1. SCHEMAT STANOWISKA POMIAROWEGO.

Rys. schemat belki z dwoma tensometrami, obciążonej siłą P

Rys. mostek Wheastone'a z galwanometrem jako przyrządem wskazującym.

W skład zestawu pomiarowego wchodzi:

• czujnik oporowy jako element przejmujący na siebie odkształcenie,

• układ wzmacniający (mostek tensometryczny),

• układ zasilający.

2. Opis przeprowadzonego ćwiczenia.

W ćwiczeniu należy dokonać praktycznego pomiaru naprężeń w dwóch punktach pomiarowych, w tym celu należy:

• przygotować mostek TDA-6 do pomiaru,

• przeprowadzić zrównoważenie mostka,

• po zrównoważeniu mostka obciążyć belkę siłą P taką samą jak w obliczeniach teoretycznych

• zanotować wychyleniach α1 i α2 mierników UM1 I UM2.

3. 
   Obliczenia teoretyczne.

Naprężenie nominalne w przekrojach x1 i x2

Mg₁ = P₁ * L₁ Mg = P₂* L₂

Mg - moment zginający belkę

P - siła obciążająca belkę (kG) = z tabeli * 0,102 kG

L₁- odległość pierwszego czujnika od miejsca przyłożenia siły P→L1=52 (cm)

L2 - odległość drugiego czujnika od miejsca przyłożenia siły P→L2=27 (cm)

W - wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie (cm²) → W=0,00000024

b - szer. belki 4 cm h - gr. belki 0,6 cm

1 (kG/cm²) * 9,81 = 9,81 (N/cmm²) = 9,81* 10 ⁴ ( N/m²)

1.

Mg₁ = 6,5 * 0,52 = 3,38 (kgm)

Mg₂ = 6,5 * 0,27 = 1,755 (kgm)

σ_g1 = 3,38/ W = 14,083 (MN/m²)

σ_g2 = 1,755 /W = 7,312 (MN/m²)

2.

Mg₁ = 11,3 * 0,52 = 5,87 (kgm)

Mg₂ = 11,3 * 0,27 = 3,051 (kgm)

σ_g1 = 5,87/ W = 24,833 (MN/m²)

σ_g2 =3,051 /W = 12,712 (MN/m²)

3.

Mg₁ = 17,8 * 0,52 = 9,256 (kgm)

Mg₂ = 17,8 * 0,27 = 4,806 (kgm)

σ_g1 = 9,256/ W = 38,566 (MN/m²)

σ_g2 =4,806 /W = 20,025 (MN/m²)

Obliczenia doświadczalne:

α₁ i α₂ wskazanie mierników UM1 i UM2.

1. α₁ = 5 α₂ = 2,5

2. α₁ = 8,75 α₂ =4,5

3. α₁ = 12,5 α₂ = 6,5

ε 1(2) = 0,5 * α(1)2 / 30%_° ⇒ wydłużenie względne

1. ε₁ = 0,083 (%_°) ε₂ = 0,041 (%_°)

2. ε₁ = 0,145 (%_°) ε₂ = 0,075 (%_°)

3. ε₁ = 0,208 (%_°) ε₂ = 0,183 (%_°)

σ_g = (2 * ε₁₍₂₎ / 1000 * k * n ) * E (N/m²) ⇒ naprężenie gnące

n - ilość aktywnych tensometrów w układzie pomiarowym = 2

k - stała tensometru = 2,15

E - współczynnik sprężystości wzdłużnej = 1,97 * 10⁵(MN/m²)

1. σ₁ = 15,271 σ₂ = 7,636

2. σ_{1 =} 26,725 σ₂ = 13,744

3. σ₁₌ 38,178 σ₂ = 19,859

TABELA POMIAROWA-(NAPRĘŻENIA GNĄCEGO)

ŚIŁA OBCIĄŻ.	WYDŁUŻENIE		TEORETYCZNIE		DOŚWIADCZALNIE
P(N)	%o		{MN/m^2}		{MN/m^2}
		ε1	ε2	σg1	σg2	σg1	σg2
1. 6,5	0,083	0,041	14,83	7,312	15,271	7,636
2. 11,3	0,145	0,075	24,833	12,712	26,725	13,744
3. 17,8	0,208	0,183	38,566	20,025	38,178	19,859

Wnioski wynikające z porównania σ teoretycznego σ doświadczalnego

Różnice wyników obliczeń i pomiarów naprężeń spowodowane są brakiem doświadczenia w przeprowadzaniu pomiarów naprężeń metodą rezystancyjną, są błędami przypadkowymi.

---