SCHEMAT STANOWISKA POMIAROWEGO

Wśród doświadczalnych metod analizy naprężeń panujących w elementach maszyn i konstrukcjach najbardziej znaną jest metoda elektrycznej tensometrii oporowej. O tym, że dokonało się odkształcenie ciała sygnalizuje zmiana długości odcinków linii prostych łączących punkty ciała oraz zmiany kątów między tymi odcinkami.

Naprężenia oblicza się z prawa Hoocke'a

( kG/cm² )

- wydłużenie względne

- współczynnik sprężystości podłużnej

Tensometry oporowe mierzą odkształcenia na powierzchni badanego przedmiotu. Zespół paru tensometrów mierzących równocześnie składowe stanu odkształcenia w jednym miejscu ciała tworzy rozetę tensometryczną.

Metoda tensometrii oporowej może być stosowana zarówno w badaniach laboratoryjnych jak i w badaniach terenowych. Metoda ta jest szczególnie dogodna przy badaniu naprężeń szybko zmieniających się w czasie. Ponadto metodą tensometrii oporowej można badać naprężenia w miejscach trudno dostępnych i w warunkach szkodliwych dla zdrowia.

Czujniki oporowe wykonuje się z cienkich drucików o średnicy 0,02 - 0,04 mm. Różnie ukształtowane pętlice z tych drucików naklejone są na cienką podkładkę z materiału izolacyjnego. Czujniki mocuje się specjalnym klejem na powierzchni elementu. Do końcówek pętlic doprowadza się stałe lub zmienne napięcie. Wraz z odkształceniem podłoża odkształca się drucik przy czym jego wydłużenie (skrócenie) wynosi:

a zmiana przekroju:

ΔA = -2⋅υ ⋅A

gdzie
- czynna długość drutu w pętlicach

- wydłużenie względne

υ - liczba Poissona

A -pole przekroju poprzecznego drucika

Wskutek odkształcenia drucika zmienia się również jego oporność właściwa
o wartość
. Powstała przy tym zmiana oporu elektrycznego wyraża się wzorem:

gdzie:

k - stała tensometru

Bezwymiarowy współczynnik k zwany stałą tensometru określa czułość czujnika. Jest

on wyznaczany doświadczalnie (k = 1,8 - 3,6).

OPIS PRZEPROWADZONEGO ĆWICZENIA

1. Przygotować mostek TDA-6 do pomiaru

• przełącznik zakresów ustawić w położeniu 20 *

• pokrętła służące do zrównoważenia oporności ustawić w środkowych położeniach

• włączyć zasilanie

2. Przeprowadzić zrównoważenie mostka

• kanał , który ma być zrównoważony włączyć przez naciśnięcie odpowiedniego przycisku szukacza kanałów ( 1 lub 2 )

• wcisnąć przycisk `'zrównoważenie,,. Przyciskiem tym włącza się wbudowany w mostek przyrząd pomiarowy

• regulując pokrętłem Pr 202 i Pr 203 ( czerwone pokrętła ) przeprowadzić zgrubne zrównoważenie starając się uzyskać minimalne wychylenie przyrządu pomiarowego. Elementy do dokładnego zrównoważenia P 202 , P 203 , P 201 znajduje się przy tym w środkowym położeniu

• przełącznik zakresów ustawić w położeniu 0,5 *

• przez wciśnięcie przycisku `'wyjście,, ustawić dokładnie zero na przyrządzie pomiarowym przy pomocy potencjometrów P202 , P203 , P201

3. Po zrównoważeniu mostka obciążyć belkę siłą P taką samą jak w obliczeniach teoretycznych

• zanotować wychylenie α_ i α_ mierników UM 1 i UM 2

TABELA POMIAROWA

Siła obciąż.	Wydłużenie		teoretyczne		doświadczalne
P [N]	%		N/m^2		N/m^2
		ε1	ε1	σg1	σg2	σg1	σg2
6,39	0,12	0,06	11,7⋅10^6	5,96⋅10^6	10,99⋅10^6	5,49⋅10^6
11,28	0,2	0,09	20,66⋅10^6	10,52⋅10^6	18,32⋅10^6	8,24⋅10^6

Z doświadczenia mamy:

wydłużenie względne α₁,α₂ - wskazania mierników UM1,UM2

naprężenia gnące n - ilość aktywnych tensometrów w

układzie pomiarowym n=2

k - stała tensometru k=2,15

E - współczynnik sprężystości wzdłużnej

E=1,97⋅10⁵ MN/m²=1,97⋅10¹¹ N/m²

dla P= m⋅a = 0,652⋅9.81 = 6,39 N [kg⋅m/s2 = N]

dla P= m⋅a = 1,15⋅9,81 =11,28 N [kg⋅m/s2 = N]

Z obliczeń mamy:

naprężenia zginające [kG/cm²]

moment zginający belkę [kGcm]

wskażnik wytrzymałości przekroju na zginanie [cm³]

b - szerokość belki [cm]

h - grubość belki [cm]

dla P =6,39 N

dla P = 11,28 N

Wnioski:

Jak wynika z przeprowadzonego ćwiczenia dokonaliśmy prawie dokładnego pomiaru naprężeń przeprowadzonych metodą tensometrii oporowej, ponieważ obliczenia teoretyczne nie wiele odbiegają od naszych obliczeń z doświadczeń.

6

---