Laboratorium Wytrzymałości Materiałów	Imię i nazwisko: Karol Grabka Rok, grupa: Trzeci, 302 MB
Numer i temat ćwiczenia: 2. Doświadczalne wyznaczenie środka sił poprzecznych belki cienkościennej.	Data wykonania 11.10.2010	Przygotowanie	Sprawozdanie
				Sprawdzian	Ocena:

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie środka sił poprzecznych oraz porównanie wyników pomiaru jego położenia z rezultatami obliczeń. Uczynimy to na przykładzie badań modelu belki ceowej, jednostronnie zamocowanej na całym obwodzie do podłoża, a na drugim końcu - obciążonej siłą poprzeczną Q.

Wybór profilu ceowego jako przedmiotu badań ilustrujących opisany efekt jest tu tym bardziej uzasadniony, że SSP - wyznaczony z obliczeń - wypada dla tego profilu w pozornie zaskakującym miejscu: poza konturem określającym przez wymiary gabarytowe przekroju.

Należy mocno zaznaczyć, że niewłaściwe przyłożenie obciążeń poprzecznych do profili cienkościennych przy równoczesnym nie uwzględnieniu dodatkowo pojawiających się wówczas pół sił wewnętrznych może być przyczyną ich zniszczenia, nawet gdyby obliczenia wymiarów - na przykład z warunku dopuszczalnego wytężenia wywołanego momentem gnącym - zostały wykonane prawidłowo.

Przyłożenie siły poprzecznej w niewłaściwym punkcie powoduje pojawienie się w belce:

-zginania

- dodatkowych pól sił wewnętrznych m.in. skręcania (szczególnie profile otwarte są mało na nie odporne)

Środek sił poprzecznych - punkt przez który przechodzi wypadkowa oddziaływań stycznych σ_1s= τ w konkretnym przekroju belki określonym wzorem:

gdzie:

s - współrzędna powierzchniowa - powierzchnia ceownika przedstawiona w układzie współrzędnych <x₁ , s>;

- moment statyczny odciętej części profilu (względem x₂);

- grubość składowego elementu cienkościennego w przekroju, w którym odcina się wybrany fragment belki;

x₂,x₃ - osie główne, centralne przekroju;

I₂ - moment bezwładności względem osi x₂

Tabele pomiarowe

Wskazanie podziałki f umieszczonej wzdłuż śruby	Czujnik lewy	Czujnik prawy
[mm]	[mm]	[mm]
-40	4,15	5,42
-30	4,36	4,99
-20	4,56	4,58
-10	4,74	4,19
0	5,17	3,04
10	5,38	2,70
20	5,58	2,29

Położenie Środka Sił Poprzecznych:

-obliczeniowe -18,28 mm

-doświadczalne -21,99 mm

Wnioski

Doświadczenie przebiegło zgodnie z planem. Środek sił poprzecznych w badanym ceowniku został wyznaczony poza konturem powierzchni gdzie został wcześniej wyliczony w sposób teoretyczny. Konstrukcje z elementów cienkościennych mają tą właściwość, że posiadają dużą odporność na obciążenia rozciągające natomiast są podatne na skręcanie. Aby im przeciwdziałać należy do ceowników dodatkowo stosować specjalne wzmocnienia np. przepony, kesole, bądź inne warianty które mogą redukować podatność na skręcanie nawet siedemnastokrotnie. Należy również zaznaczyć, że w konstrukcjach cienkościennych zasada Saint-Venanta nie jest właściwa gdyż niewielkie zmiany lokalne potrafią w dużym stopniu zmieniać profile naprężeń w innej części konstrukcji.

---