Sprawozdanie

Temat: Próba statyczna zginania belki o przekroju

cienkościennym zamkniętym (kwadratowym)

Badanie polega na zginaniu przygotowanej próbki w maszynie wytrzymałościowej, umożliwiającej powolny przyrost obciążenia, aż do wartości powodującej zerwanie próbki. Obciążenie przekazuje się na próbkę w sposób powodujący jednoosiowy stan naprężenia.

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie maksymalnego momentu zginającego, który doprowadził do zniszczenia badanej belki oraz porównanie go z momentem granicznym wyznaczonym dla ciała idealnie sprężysto-plastycznego.

2. OPIS PRÓBKI

Wyznaczenie wytrzymałości na zginanie wykonano na próbce o przekroju :

W doświadczeniu zginano próbki w maszynie wytrzymałościowej dla jednakowego rozstawu podpór l= 161 mm

Wykres zginania belki otrzymany z maszyny wytrzymałościowej

(dołączony do sprawozdania)

3. ODCZYTANIE WARTOŚCI SIŁ Z WYKRESÓW:

a) odpowiadającej załamaniu wykresu, to znaczy uplastycznieniu włókien skrajnych belki:

F_e=1,395 kN

b) odpowiadającej maksymalnej wartości uzyskanej w trakcie próby:

F_max=1,71 kN

4. OBLICZENIE MOMENTÓW ZGINAJĄCYCH
i
odpowiadających siłom

F_e i F_max (d-doświadczalny) :

M_e^d =56,14875 kNmm

M_max^d=68,8275 kNmm

5. Wyprowadzenie wzorów umożliwiających obliczanie wskaźników wytrzymałości

W_sp i W_pl dla przekroju belki zastosowanej w doświadczeniu.

a) Wskaźnik wytrzymałości W_sp:

W związku z tym, że przekrój poprzeczny jest kwadratem o boku 15 mm, to odległości zarówno górnych jak i dolnych włókien od środka ciężkości przekroju są takie same i wynoszą e^g = e^d = e= 7,5 mm.

Moment bezwładności przekroju poprzecznego belki wynosi:

I_x=

W_sp=I_x/e=245,156 mm³

b) Wskaźnik wytrzymałości W_pl:

Oś obojętna położona jest w środku przekroju poprzecznego belki

(jest zgodna z główną centralną osią bezwładności).

Ponadto odległości środków ciężkości części przekroju poprzecznego

nad i pod osią obojętną są sobie równe i wynoszą: c₁=c₂=c=5,25 mm.

I sposób

Moment statyczny na przykład części przekroju poprzecznego nad osią

obojętną :

II sposób

III sposób (wykorzystanie wzoru)

6. Wyliczenie ze wzoru M_e=R_e x W_sp wartości granicy plastyczności R_e przy założeniu,

że M_e=M_e^d:

R_e=M_e/W_sp=0,229 [kN/mm²]

7. Wyznaczenie ze wzoru M_max=R_e x W_pl maksymalnej wartości momentu zginającego

M_max dla ciała idealnie sprężysto-plastycznego.

M_max=67,45 kNmm

8. Ocena poprawności przyjęcia(dla badanego materiału) modelu ciała idealnie

sprężysto-plastycznego ( przy wykorzystaniu wzoru δ=
)

δ=(-)2,001%

9. Uwagi własne

Odczyty wartości sił z wykresu mogą nieznacznie odbiegać od wartości dokładnych,

uzyskanych na komputerze co jest wynikiem braku możliwości dokładnego pomiaru.

1

---