Łukasz Miaśkiewicz 204335

Mechanika i wytrzymałość

ćwiczenie nr 8

Badanie zginanych belek

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia przeprowadzanego na zajęciach było zaobserwowanie zjawisk występujących podczas zginania się belek. W doświadczeniu użyte zostały 3 belki i każda z nich miała różne wymiary. Za pomocą specjalistycznej maszyny zostały wykonane pomiary obciążenia i odciążenia poszczególnych belek. Dla otrzymanych wyników został przeprowadzony szereg obliczeń.

Wstęp:

Pojęcia przydane przy wykonywaniu doświadczenia:

• Zginanie-w wytrzymałości materiałów stan deformacji, przy którym prosty w stanie niezdeformowanym pręt, po deformacji jest zakrzywiony (wykazuje różną od zera krzywiznę).

• Zasada zesztywnienia- wpływ przemieszczeń konstrukcji na wartość sił biernych (reakcji

podpór) i sił wewnętrznych (przekrojowych) jest pomijalnie mały. Oznacza to, że przy

obliczaniu tych sił nie rozróżniamy konfiguracji aktualnej od wyjściowej.

Schemat badanej próbki:

Belka miała kształt prostopadłościanu gdzie można było wyróżnić średnice zewnętrzną (Z) i średnice wewnętrzną (w). Niestety nie udało znaleźć mi się żadnego schematu przedstawiającego belkę oprócz tego zawartego w instrukcji.

Wyniki pomiarów :

• Poniższa tabelka przedstawia rzeczywiste pomiary średnic zewnętrznych i wewnętrznych badanych belek.

	w [mm]	z [mm]
Belka I	16,9	20
Belka II	12,85	15
Belka III	15,25	20

• Poniższe tabelki przedstawiają pomiary dokonane po wykonaniu zginania każdej z belek.

Belka I
P [N]
0
50
100
150
200

g

Belka II
P [N]
0
50
100
150
200

Belka III
P [N]
0
50
100
150
200

• Poniższa tabelka przedstawia wyniki momentów bezwładności i modułu Younga dla każdej z 3 belek.

	P	f [mm] dla obciążenia	f [mm] dla odciążenia	Iz [mm^4]	Iw [mm^4]	I [mm^4]	E [MPa]	Eśr [MPa]
Belka I	0	0	0,01	13333,333	6797,756	6535,5773	0	209277,79
	50	0,03	0,06				244388,849
	100	0,07	0,1				209476,157
	150	0,11	0,13				199954,513
	200	0,16	0,16				183291,637
Belka II	0	0	0,03	4218,75	2272,12	1946,63	0	267509,86
	50	0,08	0,13				307689,871
	100	0,2	0,23				246151,897
	150	0,28	0,32				263734,175
	200	0,39	0,39				252463,484
Belka III	0	0	0,02	13333,333	4507,1097	8826,2236	0	147032,65
	50	0,03	0,07				180963,262
	100	0,08	0,1				135722,447
	150	0,12	0,13				135722,447
	200	0,16	0,16				135722,447

Wykresy:

Rysunek 1. Wykres siły od ugięcia dla obciążenia belki.

Rysunek 2. Wykres siły od ugięcia dla odciążenia belki.

Wnioski:

W doświadczeniu tym zostały przeprowadzone pomiary wartości ugięcia poprzez przyłożenie siły obciążającej i odciążającej dla poszczególnych belek. Na wykresie pierwszym została przedstawiona zależność siły obciążającej, a ugięciem a na drugim wykresie wartość siły odciążającej, a ugięciem. Zarówno na pierwszym jak i na drugim wykresie zależność ta wyszła liniowa. Na podstawie wyników, które otrzymaliśmy wyliczony został moduł Younga. Dla pierwszej belki wyniósł on 209277,79 [Mpa] dla 267509,86[Mpa] , a dla trzeciej 147032,65[Mpa] . Wartość modułu Younga dla aluminium wynosi 70000[Mpa]. Można stwierdzić, że jest to aluminium.