WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

im. Jarosława Dąbrowskiego

MECHANIKA TECHNICZNA

ĆWICZENIE LABORATORYJNE

Temat: Doświadczalna weryfikacja wzoru określającego
linię ugięcia belki zginanej

Warszawa 2005

Spis treści

			Strona
1.	Cele ćwiczenia ........................................................................................................		2
2.	Schemat układu pomiarowego ................................................................................		2
3.	Wykonanie ćwiczenia .............................................................................................		3
4.	Wyniki pomiarów ...................................................................................................		3
	4.1.	Tabele pomiarowe .........................................................................................	3
	4.2.	Wykresy .........................................................................................................	4
5.	Sprawozdanie ..........................................................................................................		4

1. Cele ćwiczenia

W trakcie realizacji ćwiczenia laboratoryjnego wykonujący powinni zapoznać się z następującymi zagadnieniami:

1. sposobem pracy belki dwupodporowej,

2. metodyką pomiarów ugięcia przy użyciu czujników mechanicznych,

3. dokonać ilościowej i jakościowej oceny pracy badanej belki,

4. porównać wyniki badań eksperymentalnych z obliczonymi na drodze analitycznej,

5. oszacować przyczyny i rodzaje popełnianych błędów,

6. wyciągnąć wnioski typu konstrukcyjnego.

2. Schemat układu pomiarowego

Ogólny widok stanowiska do wyznaczania wartości ugięcia w wybranym przekroju izotropowej belki dwupodporowej przedstawiono na rysunku 1. Składa się ono z dwóch podpór (1), na których umieszczona jest badana belka (6). Obciążenie belki realizowane jest przez zespół ciężarków (4) zawieszonych na szalce (5).

Układ pomiarowy typu mechanicznego przeznaczony jest do pomiarów przemieszczeń liniowych. Składa się on z czujnika zegarowego zębatego (3) zamocowanego w statywie (2). Odczyt wartości ugięcia (po odpowiednim przeskalowaniu) dokonywany jest na tarczy czujnika zegarowego zębatego.

Rys.1. Schemat układu pomiarowego: 1 - podpora, 2 - statyw, 3 - czujnik zegarowy,

4 - obciążenie, 5 - szalka, 6 - badana belka

3. Wykonanie ćwiczenia

W celu prawidłowego przeprowadzenia ćwiczenia laboratoryjnego, poszczególne czynności należy wykonać w następującej kolejności:

1. zamocować badaną belkę na podporach,

2. zmierzyć długość belki l,

3. zmierzyć wymiary przekroju poprzecznego belki b i h,

4. zawiesić szalkę bez ciężarków w odległości a wskazanej przez prowadzącego ćwiczenie,

5. ustawić czujnik zegarowy zębaty w odległości x wskazanej przez prowadzącego ćwiczenie; ruchomy trzpień czujnika powinien znajdować się mniej więcej w połowie możliwego zakresu ruchu,

6. za pomocą zewnętrznego pierścienia czujnika ustawić zerową wartość ugięcia belki,

7. początkowe (zerowe) wskazania ugięcia belki oraz wartości obciążenia zapisać
   w tabeli 1,

8. założyć na szalkę obciążenie w postaci masy m₁ i dokonać odczytu wartości ugięcia y₁ na tarczy czujnika w postaci liczby działek; wyniki zapisać w tabeli 1,

9. zwiększyć obciążenie do wartości masy m₂ i dokonać odczytu wartości ugięcia y₂ na tarczy czujnika w postaci liczby działek; wyniki zapisać w tabeli 1,

10. pomiary prowadzić do wartości masy m_i podanej przez prowadzącego ćwiczenie,

11. dokonać zmiany przekrojów pomiarowych (odległości l, a i x) oraz powtórzyć czynności pomiarowe dla kolejnej serii mas m_i, podanej przez prowadzącego ćwiczenie, zgodnie z punktami od 4 do 10.

Sugerowane obciążenie dla badanej belki wynosi od 0 do 2 kg z krokiem co 0,25 kg lub 0,50 kg. Sugerowana liczba wykonanych pomiarów dla jednego przekroju wynosi minimum 3 razy.

Po wykonaniu pomiarów należy odciążyć badaną belkę zdejmując kolejne masy
z szalki. Dla belki z pustą szalką dokonać odczytu wartości ugięcia, tzw. „niepowrotu”. Następnie odstawić czujnik zegarowy zębaty.

4. Wyniki pomiarów

4.1. Tabele pomiarowe

Zmierzone podczas przeprowadzania ćwiczenia doświadczalne wartości pomiarowe y_d należy zapisać w odpowiednich pozycjach w tabeli 1 przedstawionej poniżej. Następnie obliczone na drodze analitycznej wartości ugięć y_t należy zapisać w odpowiednich pozycjach w tabeli 1. Puste pola należy uzupełnić dokonując stosownych przeliczeń według zamieszczonych zależności.

Tabela 1

Pi = mi ⋅ g
Przekrój .......... E = .......... [ MPa ] b = .......... [ mm ] h = .......... [ mm ] l = ....... [ mm ] a = ....... [ mm ] x = ....... [ mm ]						Przekrój .......... E = .......... [ MPa ] b = .......... [ mm ] h = .......... [ mm ] l = ....... [ mm ] a = ....... [ mm ] x = ....... [ mm ]
mi	Pi	yid	yid	yit	Δ	mi	Pi	yid	yid	yit	Δ
[ kg ]	[ N ]	[ dz ]	[ mm ]	[ mm ]	[ % ]	[ kg ]	[ N ]	[ dz ]	[ mm ]	[ mm ]	[ % ]

4.2. Wykresy

Na podstawie wypełnionej tabeli 1 należy wykonać następujący, zbiorczy wykres obrazujący w sposób graficzny obliczone i zmierzone wartości pomiarowe:

1. y_id = f (P_i) oraz y_it = f (P_i).

Wykres zbiorczy należy wykonać wyłącznie ołówkiem i na papierze milimetrowym,
a następnie dołączyć go do sprawozdania z wykonanego ćwiczenia laboratoryjnego.

5. Sprawozdanie

Sprawozdanie powinno składać się z następujących, głównych elementów:

1. strony tytułowej zawierającej temat ćwiczenia laboratoryjnego, imię (imiona)
   i nazwisko (nazwiska) wykonawcy (wykonawców) oraz numer grupy szkoleniowej,

2. celu (celów) ćwiczenia laboratoryjnego,

3. uproszczonego schematu stanowiska pomiarowego z zaznaczonymi - niezbędnymi dla poprawnej interpretacji metodyki wykonywania ćwiczenia, przeprowadzonych obliczeń oraz sporządzonych wykresów - elementami składowymi tego stanowiska, wymiarami geometrycznymi, usytuowaniem czujników pomiarowych, sposobem realizacji podparcia oraz obciążenia badanego obiektu, itp.,

4. tabel pomiarowych zawierających zmierzone wielkości pomiarowe oraz wymagane obliczenia analityczne,

5. wykresów graficznych sporządzonych na podstawie tabel pomiarowych,

6. uwag i wniosków jakie nasuną się wykonawcy (wykonawcom) w czasie badań na stanowisku oraz podczas opracowywania analitycznego otrzymanych wyników pomiarów; w szczególności należy odnieść się do postawionych celów ćwiczenia.

Mechanika techniczna

Ćwiczenie laboratoryjne

Doświadczalna weryfikacja wzoru określającego linię ugięcia belki zginanej

4

3

x

a

l

b

h

1 2 3 4 5 6

---