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.
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.
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.
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)
σg1 = 3,38/ W = 14,083 (MN/m2)
σg2 = 1,755 /W = 7,312 (MN/m2)
2.
Mg1 = 11,3 * 0,52 = 5,87 (kgm)
Mg2 = 11,3 * 0,27 = 3,051 (kgm)
σg1 = 5,87/ W = 24,833 (MN/m2)
σg2 =3,051 /W = 12,712 (MN/m2)
3.
Mg1 = 17,8 * 0,52 = 9,256 (kgm)
Mg2 = 17,8 * 0,27 = 4,806 (kgm)
σg1 = 9,256/ W = 38,566 (MN/m2)
σg2 =4,806 /W = 20,025 (MN/m2)
Obliczenia doświadczalne:
α1 i α2 wskazanie mierników UM1 i UM2.
α1 = 5 α2 = 2,5
α1 = 8,75 α2 =4,5
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 (%°)
σg = (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. σ1 = 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/m2}
|
{MN/m2}
|
|||
|
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.