Uwaga!
Sprawozdanie powinno być wykonane w postaci elektronicznej i wydrukowane.
Wszystkie strony sprawozdania zszyć w jednym miejscu (lewy górny róg strony)
Kolejność stron w sprawozdaniu:
1 - strona tytułowa, 2 - protokół pomiarowy, 3,4,… - pozostałe strony.
Wydział Transportu PW Mechanika Techniczna - Laboratorium |
Sprawozdanie z ćwiczenia nr: 1
Tytuł ćwiczenia: Karb |
Grupa (specjalność): LiTTK |
|||
Zespół nr: 1 |
|||
|
Nazwisko |
Imię |
Ocena końcowa |
Skolimowska |
Beata |
|
|
Sosnowski |
Bartosz |
|
|
Wrona |
Katarzyna |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Data wykonania ćwiczenia (dd.mm.rr) |
3.03.2014 |
Data oddania sprawozdania (dd.mm.rr) |
17.03.2014 |
Cel ćwiczenia:
Ćwiczenie polega na zbadaniu rozkładu naprężeń w płytce osłabionej karbem oraz porównaniu wyników obserwacji z naprężeniami wyliczonymi na podstawie wzorów w celu wyznaczenia współczynników spiętrzenia naprężeń w badanym elemencie.
Pomiar rozstał wykonany przy użyciu sześciu tensometrów oporowych oraz odpowiedniego oprogramowania. Zmiany oporu elektrycznego wywołane na skutek rozciągania płytki, na której są one umieszczone są przetwarzane na odkształcenia względne badanego elementu.
Tensometry oznaczone numerami 1-4 są położone na wysokości średnicy otworu w odległości 3,5mm od krawędzi tarczy w odstępach równych 10mm. Tensometry o numerach 9 i 10 znajdują się na osi pionowej tarczy po przeciwległych jej stronach, w odległości od karbu.
Wartości naprężeń nominalnych obliczone w oparciu o wzory:
σ0=P[N] /bδ [m2] σ0'=P [N]/(b-d)δ [m2]
b= 161 [mm] δ=2 [mm] d=64 [mm]
Wartość siły [N] |
Wartość naprężęnia [kPa] |
|
|
σ0 [MPa] |
σ0'[kPa] |
0 |
0,00 |
0,00 |
200 |
0,62 |
1,03 |
400 |
1,24 |
2,06 |
600 |
1,86 |
3,09 |
800 |
2,48 |
4,12 |
1000 |
3,11 |
5,15 |
1200 |
3,73 |
6,19 |
1400 |
4,35 |
7,22 |
1600 |
4,97 |
8,25 |
1800 |
5,59 |
9,28 |
Wyniki naprężeń wyznaczone na podstawie pomiarów:
σI [Pa]= εi *E [Pa] E=210 [GPa]
Wartość siły [N] |
Nr tensometru |
|||||||||||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
9 |
|
10 |
|
|
ε1 |
σ1 [MPa] |
ε2 |
σ2 [MPa] |
ε3 |
σ3 [MPa] |
ε4 |
σ4 [MPa] |
ε9 |
σ9 [MPa] |
ε10 |
σ10 [MPa] |
0 |
1,80 |
0,38 |
0,20 |
0,04 |
-0,70 |
-0,15 |
0,80 |
0,17 |
1,60 |
0,34 |
0,20 |
0,04 |
200 |
6,40 |
1,34 |
8,10 |
1,70 |
8,00 |
1,68 |
14,30 |
3,00 |
5,10 |
1,07 |
0,00 |
0,00 |
400 |
10,70 |
2,25 |
14,60 |
3,07 |
15,30 |
3,21 |
25,30 |
5,31 |
9,20 |
1,93 |
-1,90 |
-0,40 |
600 |
12,70 |
2,67 |
18,20 |
3,82 |
20,20 |
4,24 |
33,40 |
7,01 |
12,70 |
2,67 |
-2,90 |
-0,61 |
800 |
14,80 |
3,11 |
21,80 |
4,58 |
25,00 |
5,25 |
41,30 |
8,67 |
16,70 |
3,51 |
-3,70 |
-0,78 |
1000 |
17,80 |
3,74 |
25,60 |
5,38 |
29,80 |
6,26 |
49,40 |
10,37 |
20,30 |
4,26 |
-5,00 |
-1,05 |
1200 |
20,30 |
4,26 |
30,40 |
6,38 |
35,60 |
7,48 |
58,20 |
12,22 |
25,40 |
5,33 |
-5,50 |
-1,16 |
1400 |
23,70 |
4,98 |
35,00 |
7,35 |
41,30 |
8,67 |
67,10 |
14,09 |
30,50 |
6,41 |
-7,20 |
-1,51 |
1600 |
27,10 |
5,69 |
39,80 |
8,36 |
47,00 |
9,87 |
76,10 |
15,98 |
35,50 |
7,46 |
-9,00 |
-1,89 |
1800 |
30,10 |
6,32 |
44,20 |
9,28 |
52,20 |
10,96 |
84,80 |
17,81 |
40,90 |
8,59 |
-10,60 |
-2,23 |
Wykres naprężeń nominalnych oraz doświadczalnych:
Rozkład naprężeń w kierunku osi pionowej tarczy wyznaczamy zgodnie z poniższym wzorem:
σx(y) = σ0 [1+(r2/2y2)+(3r4/2y4)] [Pa]
Wartość |
Wartość |
y= 0,035 |
y=0,025 [mm] |
y=0,015 |
y=0,005 |
y=0,0705 |
y=0,0705 |
|
σ0 |
σ1 |
σ2 |
σ3 |
σ4 |
σ9 |
σ10 |
0 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
200 |
0,62 |
1,53 |
3,63 |
21,33 |
1576,44 |
0,72 |
0,72 |
400 |
1,24 |
3,06 |
7,26 |
42,66 |
3152,87 |
1,45 |
1,45 |
600 |
1,86 |
4,60 |
10,89 |
64,00 |
4729,31 |
2,17 |
2,17 |
800 |
2,48 |
6,13 |
14,52 |
85,33 |
6305,75 |
2,90 |
2,90 |
1000 |
3,11 |
7,66 |
18,15 |
106,66 |
7882,18 |
3,62 |
3,62 |
1200 |
3,73 |
9,19 |
21,79 |
127,99 |
9458,62 |
4,35 |
4,35 |
1400 |
4,35 |
10,72 |
25,42 |
149,32 |
11035,05 |
5,07 |
5,07 |
1600 |
4,97 |
12,25 |
29,05 |
170,66 |
12611,49 |
5,80 |
5,80 |
1800 |
5,59 |
13,79 |
32,68 |
191,99 |
14187,93 |
6,52 |
6,52 |
Obliczenie współczynnika αk:
αk= (σx)max [Pa] / σ0 [Pa]
Nr tensometru |
σ0 [MPa] |
σi max [MPa] |
αk |
1 |
5,59 |
13,79 |
2,47 |
2 |
5,59 |
32,68 |
5,85 |
3 |
5,59 |
191,99 |
34,34 |
4 |
5,59 |
14187,93 |
2538,06 |
9 |
5,59 |
6,52 |
1,17 |
10 |
5,59 |
6,52 |
1,17 |
Wykres zależności wartości zmierzonych naprężeń do wydłużenia względnego tarczy:
Wnioski:
Zbadane wartości naprężeń σi różnią się znacznie od wielkości σ0 wyznaczonych według wzoru. Jedynie naprężenia zbadane tensometrem nr 1 znajdującym się na skraju płytki są porównywalne
z naprężeniami σ0. Pozostałe wskazania tensometrów są o wiele wyższe oraz rosną w miarę oddalania się od krawędzi oraz przybliżania do karbu. Tensometr nr 10 wskazuje ujemne wartości naprężeń, zatem płytka w tym miejscu jest ściskana - działa na nią moment zginający. Podobna zależność widoczna jest podczas analizy współczynników spiętrzeń - ich wartości wzrastają wraz
z przybliżaniem się do karbu. Ostatni wykres wskazuje na liniową zależność pomiędzy wydłużeniem względnym badanej próbki a występującymi naprężeniami.
Wyszukiwarka