Wytrzymałość materiałów ćwiczenia laboratoryjne |
Temat: Próba statyczna zginania |
Ćwiczenie nr 6 |
|
Data wykonania 15.03.2007 |
Data oddania 29.03.2007 |
Nakonieczny Karol Hajto Dariusz |
Ocena |
Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest przeprowadzenie statycznej próby zginania belki dwoma sposobami obciążenia. W doświadczeniu mamy do czynienia ze zginaniem prostym gdyż płaszczyzna obciążenia przechodzi przez jedną z głównych osi bezwładności przekroju poprzecznego. Bezpośrednim celem ćwiczenia jest wyznaczenie wartości: momentów zginających, naprężeń, modułu Younga oraz określenie wytrzymałości na zginanie.
Opracowanie wyników
Obciążenie jedną siłą P przyłożoną w środku belki.
Schemat obciążenia belki
Maksymalny moment zginający wynosi:
,
Maksymalne naprężenie wynikające z działania momentu:
;
gdzie:
- wskaźnik wytrzymałości przekroju
Ugięcie belki w miejscu przyłożenia siły określa wzór:
; gdzie E - moduł Younga
; gdzie
- moment bezwładności przekroju
;
Wytrzymałość belki na zginanie:
Obciążenie symetrycznie dwoma siłami o wartości P/2
Schemat obciążenia belki
Maksymalna wartość momentu:
Największe naprężenie
i
wyraża się identycznymi wzorami jak w przypadku pierwszego sposobu obciążenia.
Ugięcie belki w miejscu przyłożenia sił P/2:
Moduł Yuonga wyraża się zatem wzorem:
Wytrzymałość na zginanie:
Wartości
i
wyrażają się takimi samymi wzorami jak wyżej.
Po podstawieniu odpowiednich wartości i wykonaniu obliczeń wyniki prezentuje tabelka:
Lp |
Wymiary przekroju: |
Ugięcie |
Pkr |
Rg |
E |
||
|
wysokość h/szerokość b [mm] |
lp [mm] |
lk [mm] |
f=(lk-lp) [mm] |
[N] |
[MPa] |
[MPa] |
1 |
19,8/52,3 |
100 |
104,5 |
4,5 |
3810 |
56,1 |
4272 |
2 |
20/52 |
100 |
107 |
7 |
675 |
53,0 |
2657 |
Wnioski
W wyniku przeprowadzonego doświadczenia, można stwierdzić, że wytrzymałość na zginanie obliczona dla obu próbek jest różna. Możemy wnioskować, że różnica ta wynika z odmiennych wartości odległości pomiędzy przyłożeniem sił.
Wartość wytrzymałości na zginanie
jest większa dla próbki , a mniejsza dla próbki 2. Zauważamy również, że są różnice w momentach bezwładności obu próbek, jest to spowodowane tym iż próbki miały różne wymiary, bo wiemy, że wzory służące do obliczenia były takie same. Różnią się również moduły Younga, dla belki pierwszej jest on znacznie (prawie dwukrotnie większy) niż dla belki drugiej.
Porównując otrzymane wartości
z wartościami tablicowymi (dla drewna sosnowego) możemy stwierdzić iż
dla drewna z tablic wynosi 84 MPa zaś otrzymane wyniki są mniejsze od wartości tablicowych.