Laboratorium wytrzymałości materiałów |
---|
Rok: II, Semestr: IV Kierunek: ETI Grupa I Andrzej Szeszycki Mateusz Toczko Adam Wojtkowiak Natalia Znojkiewicz |
Data wykonania: 11.04.2013r. |
1.Podstawowe informacje o przedmiocie badań i zastosowanej aparaturze.
W tym doświadczeniu badaliśmy naprężenia jakie powstaje na skutek ciśnienia w zbiorniku cienkościennym , za pomocą tensometrów rezystancyjnych foliowych. Zastosowaliśmy również rozety tensometryczne dwuczujnikowe, i jedną trój-czujnikową.
Aby zbiornik był zbiornikiem cienkościennym musi spełniać warunek
$$\frac{R}{h} > 20$$
Gdzie: R - najmniejszy promień krzywizny warstwy środkowej powłoki
H - grubość ścianki
Wszystkie dane uzyskaliśmy, dzięki programowi Catman Profesional.
Pomiar był przeprowadzany z częstotliwością próbkowania 5 Hz.
2.Rozmieszczenie punktów pomiarowych
3. Tablica z opracowanymi wynikami pomiarów:
Punkt pomiarowy | Zmierzone przy p = 0,35 MPa | Dla p = 0,5 MPa |
---|---|---|
ε [µm] | σ 1,2 [MPa] | |
1.1 | 106 | 27,6 |
1.2 | 55,2 | 19,6 |
2.1 | 237 | 55,6 |
2.2 | 31,2 | 23,1 |
3.1 | 75,7 | 17,4 |
3.2 | 5,1 | 6,3 |
4.1 | 40,8 | 10,9 |
4.2 | 26,6 | 8,7 |
5.1 | 45,5 | 14,2 |
5.2 | 59 | 16,4 |
6.1 | -8,4 | 5,5 |
6.2 | 109,3 | 24,1 |
7.1 | -127,6 | -30,4 |
7.2 | -24,9 | -14,2 |
8.1 | -48,2 | -6,9 |
8.2 | 58,5 | 9,9 |
9.1 | 56,1 | 22,6 |
9.2 | 147,8 | 37,1 |
10.1 | 104,5 | 33,7 |
10.2 | 149,9 | 40,8 |
11.1 | 79,6 | 25,1 |
11.2 | 107,1 | 29,5 |
11.3 | 91,4 | ----- |
12.1 | 42,4 | 20,27 |
12.1 | 42,4 | 10,135 |
4. Obliczenia dla rozety tensometrycznej nr.12:
σ1 = 20,27 [MPa]
σ2 = 10,135 [MPa]
σred= 17,55 [MPa]
Zakładając, że wykres zależności naprężenia od ciśnienia przebiega liniowo σred obliczamy za pomocą proporcji, np.:
σred = 24.6 dla 0,35 MPa
zatem
Doświadczalne σred dla 0,5 MPa wynosi:
$\frac{24.6*0.5}{0,35} = 35,14\ MPa$
5.Wnioski
Wyniki pomiarów naprężeń w zbiorniku cienkościennym przy użyciu tensorów rezystancyjnych foliowych, znacznie się różnią od wyników metody elementów skończonych, błąd względny oscyluje wokół wyniku 27%.
Niestety nie mamy możliwości obliczyć naprężeń w każdym punkcie w zbiorniku cienkościennym, jest to spowodowane tym, iż nie w każdym miejscu można podłączyć tensometr.
Jak i również nie ma możliwości technicznych, do zbadania naprężeń wewnątrz zbiornika cienkościennego. Gdybyśmy jednak chcieli przypuszczać, iż w punktach 6, 7, 8 pojawi się rozciąganie tak jak w reszcie punktów jak widać podczas symulacji naprężeń według MES, pojawia się tam ściskanie co jest związane ze zmianą geometrii zbiornika dna zbiornika cienkościennego.