POLITECHNIKA RZESZOWSKA
im. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA
WYDZIAŁ BUDOWNICTWA
I INŻYNIERII ŚRODOWISKA
LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW
Ćwiczenie nr 6
WYZNACZENIE NAPRĘŻEŃ W ZGINANEJ
BELCE PRZEGUBOWEJ.
Rzeszów 2004
- 1 -
PRz, Katedra Mechaniki Konstrukcji 03’2004
1. CEL ĆWICZENIA.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenia naprężeń w zginanej belce przegubowej za pomocą tensometrii oporowej.
2. WPROWADZENIE.
Dla belki przegubowe, podanej obciążeniu siłą skupioną, o schemacie statycznym przedstawionym na rys.1, należy wyznaczyć wartości naprężeń w punktach 1, 2 i 3.
Obliczenie naprężeń zginających należy wykonać w oparciu o założenia że, włókna wzdłużne belki nie oddziałują na siebie, co jest równoważne z występowaniem jednoosiowego stanu naprężenia i że w granicach prawa Hooke’a odkształcenie jest wprost proporcjonalne do naprężenia x.
x
E
gdzie: E jest modułem Younga.
Jeżeli belka prosta o stałym przekroju poddana jest zginaniu to maksymalne naprężenia w punkcie hg wynoszą:
My
h
x
g
Iy
co dla belki o przekroju prostokątnym można sprowadzić do wzoru: My
x Wy
Pomiar odkształceń belki zginanej na wskutek przyłożonego obciążenia, wykonany będzie przy zastosowaniu tensometrii oporowej. W tym celu w punktach, w których chcemy pomierzyć odkształcenia na badanym elemencie naklejone zostaną czujniki, których względny przyrost oporu w pewnych granicach jest wprost proporcjonalny do wydłużenia względnego. Mierząc więc przyrost oporu można określić odkształcenie.
3. WYKONANIE ĆWICZENIA.
Schemat badanej w ćwiczeniu belki pokazany jest na rysunku 1.
2
PRz, Katedra Mechaniki Konstrukcji 03’2004
Ćwiczenie należy wykonać w następującej kolejności: 1. Pomierzyć wymiary belki i oraz odległości do punktów w których naklejono tensometry (tj. 1, 2, 3).
2. Dla założonego obciążenia P, wyznaczyć wartość momentu zginającego w charakterystycznych punktach ( tj 1, 2, 3).
3. Dla zadanej belki o przekroju prostokątnym, jeżeli szerokość belki wynosi b, a wysokość h, należy wyliczyć moment bezwładności przekroju poprzecznego względem osi y - Jy lub wskaźnik wytrzymałości przekroju przy zginaniu Wy, które wynoszą:
3
bh
Jy = 12
J
2
bh
W
y
y =
=
max( h , h )
g
d
6
4. Wyliczyć naprężenia w charakterystycznych punktach.
5. Przy zastosowaniu tensometrii oporowej pomierzyć odkształcenia w charakterystycznych punktach.
6. Korzystając z założenia, że w granicach prawa Hooke’a odkształcenie jest wprost proporcjonalne do naprężenia x, wyliczyć wartość naprężenia w punktach 1,2,3, przyjmując że: E = 2.1*1011 N/m2
7. Dokonać analizy otrzymanych wartości naprężeń wyliczonych i pomierzonych przy zastosowaniu tensometrii oporowej.
3
PRz, Katedra Mechaniki Konstrukcji 03’2004
4. WYKONANIE SPRAWOZDANIA.
W sprawozdaniu należy podać:
Cel ćwiczenia,
Schemat obciążenia belki, wykresy sił poprzecznych i momentów zginających,
Wartości naprężeń w punktach 1,2,3 wyznaczonych na podstawie pomiarów i obliczeń teoretycznych.
Sformułować wnioski na podstawie otrzymanych wyników.
4