Próba zginania (3)
Dla jakich materiałów i kiedy wykonuje się próbę zginania?
Statyczną próbę zginania stosuje się dla materiałów kruchych – żeliwo, stal hartowana- w których charakterystyczne wielkości wytrzymałościowe są trudne do wyznaczenia na podstawie klasycznej próby rozciągania.
Jakie wielkości wyznaczamy w próbie zginania?
Na podstawie próby zginania można wyznaczyć:
- umowną granicę plastyczności Reg 0,2
-wytrzymałość na zginanie Rg
-maksymalne ugięcie belki – strzałkę ugięcia f
- moduł sprężystości wzdłużnej E.
3. Co rozumiemy pod pojęciem czystego zginania?
Czyste zginanie występuje jeżeli w rozpatrywanym przekroju poprzecznym układ sił wewnętrznych sprowadza się do pary sił o momencie zginającym Mg.
4. Jakie naprężenia powstają przy czystym zginaniu?
Efektem działania momentu zginającego w czystym zginaniu jest układ naprężeń normalnych, które w jednej strefie przekroju poprzecznego belki są rozciągające , a w drugiej ściskające . Rozpatrując odkształcenie podczas zginania, zakłada się, że przekroje poprzeczne belki pozostają płaskie, a wydłużenia lub skrócenia podłużne włókien belki są proporcjonalne do ich odległości od warstwy środkowej, nazywanej obojętną.
5. Co to jest warstwa obojętna?
Warstwa obojętna jest to warstwa w której nie działają naprężenia normalne, wtedy warstwa ta nie zmienia swojej długości pierwotnej, dlatego jest zerową warstwą odkształcenia. Ślad warstwy obojętnej na płaszczyźnie przekroju poprzecznego pręta stanowi oś obojętną.
6. Przedstawić na rysunku rozkład naprężeń normalnych w przekroju belki w zakresie prawa Hook’a.
7. Podać zależności na naprężenia ekstremalne.
Maksymalne naprężenie normalne w przekroju próbki kołowej:
Naprężenie normalne w skrajnych włóknach próbki okrągłej
Maksymalne naprężenia normalne w skrajnych włóknach belki o przekroju kołowym
8. Definicja wskaźnika przekroju na zginanie.
Wskaźnik przekroju na zginanie jest to iloraz momentu bezwładności I i maksymalnej odległości włókna od osi obojętnej: .
9. W jakich współrzędnych można sporządzać wykres zginania?
Wykres zginania może być sporządzony w układzie f, P ; f, Mg ; f, - czyli w układach odkształcenia w mm na osi poziomej a na pionowej siła skupiona P [N], lub moment zginający [Nmm], lub naprężnie normalne [MPa].
10. Czym jest wytrzymałość materiału na zginanie?
Jest to wielkość umowna wyznaczana tylko podczas badań materiałów kruchych i jest to stosunek Momentu zginającego w momencie zniszczenia próbki do wskaźnika przekroju na zginanie.
Badanie belki o równomiernej wytrzymałości (10)
Co nazywamy belką o równomiernej wytrzymałości?
Jest to pręt niepryzmatyczny, w którym największe naprężenie normalne, pochodzące od zginania, są we wszystkich przekrojach poprzecznych takie same i równe naprężeniom dopuszczalnym.
Przykłady belek o równomiernej wytrzymałości:
W którym przekroju belki o równomiernej wytrzymałości występują maksymalne naprężenia normalne, jeżeli jest obciążona siłą w połowie swojej długości , podpory są na końcach?
Wyznaczanie położenia środka sił poprzecznych (11)
Kiedy mamy do czynienia ze zginaniem niesymetrycznym?
Ze zginaniem niesymetrycznym mamy do czynienia jeżeli belka obciążona jest w ten sposób, że płaszczyzna sił zawiera główną centralną oś bezwładności przekroju, która nie stanowi osi symetrii jej przekroju poprzecznego.
Co to jest środek sił poprzecznych?
Środek sił poprzecznych (środek ścinania) jest punktem, przez który przechodzi wypadkowa naprężeń stycznych w danym przekroju poprzecznym pręta, podlegającego zginaniu niesymetrycznemu.
Podać zależności na naprężenia styczne w danym miejscu przekroju i opisać co oznaczają poszczególne wielkości w tej zależności:
, gdzie: T- siła poprzeczna prostopadła do osi obojętnej przekroju belki zginanej y;
t- grubość elementu cienkościennego przekroju poprzecznego
Iy- moment bezwładności pola przekroju poprzecznego belki względem osi obojętnej;
Sy – moment statyczny odciętej części przekroju względem osi obojętnej.
Naszkicować przebieg i rozkład naprężeń stycznych w przekroju ceownika/kątownika.