Портативная акустическая система

Гуманитарные науки

Гуманитарные науки

Биржа студенческих   работ. Контрольные, курсовые, рефераты.

Биржа студенческих
работ. Контрольные, курсовые, рефераты.

Студенческий файлообменник

Студенческий файлообменник

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Занимайтесь онлайн 
        с опытными репетиторами

Занимайтесь онлайн
с опытными репетиторами

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Сопромат Испытание материалов на выносливость Испытание на сжатие Испытание на кручение Определение деформаций Расчет на жесткость Расчет на прочность Термическая обработка металлов  и сплавов

Лабораторные работы и лекции по материаловедению

Определение момента в защемлении статически неопределимой балки

Ц е л ь р а б о т ы: экспериментальное определение момента в защемлении статически неопределимой балки и сравнение его с моментом в защемлении, полученным теоретическим путем.

Т е о р е т и ч е с к а я ч а с т ь р а б о т ы. Балки, для которых определение опорных реакций не может быть произведено лишь при помощи уравнений статического равновесия, называют статически неопределимыми. Кроме уравнений равновесия для раскрытия статической неопределимости составляют дополнительные уравнения – условия совместности перемещений. 

На рис. 3.20 а, изображена статически неопределимая балка, для которой можно составить только два независимых уравнения статического равновесия:

  . (3.41)

Число же опорных реакций три:  Балка по условиям статического равновесия имеет одну “лишнюю” реактивную составляющую, т. е. один раз статически неопределима. Согласно цели работы принимают в качестве “лишней” реакции - .

Прочность при циклических нагрузках Основные характеристики цикла и предел усталости.

Путем удаления внешних нагрузок  и “лишнего” момента  заданная балка заменяется статически определимой геометрически неизменяемой балкой (рис. 3.20,б), которая называется основной. Затем составляют систему, эквивалентную заданной, путем нагружения основной системы внешними силами  и неизвестным моментом   (рис. 3.20,в). Для обеспечения эквивалентности, используя принцип независимости действия сил, составляют условие совместности перемещений на левой опоре А:

  . (3.42)

 

Рис. 3.20. Расчетные схемы для расрытия статической неопределимости балки

  Геометрический смысл этого уравнения заключается в том, что суммарный угол поворота  на левой опоре от приложенных сил  и от неизвестного момента  для заданной балки равен нулю, что соответствует схеме рис. 3.20, а. Такой метод определения “лишней” неизвестной называют методом сравнения перемещений.

 Вычисление углов и  производят способом Верещагина. Для вычисления используют расчетную схему балки, нагруженной только силами , (рис. 3.20,г), а для  - только моментом  (рис. 3.20,д). Фиктивная балка, нагруженная единичным моментом =1, расчетная схема которой представлена на рис. 3.20,е, является общей при вычислениях величин   и .

О п и с а н и е л а б о р а т о р н о й у с т а н о в к и. Лабораторная установка типа СМ 11А (рис. 3.21) представляет собой балку 2 прямоугольного поперечного сечения, опирающуюся на две опоры: шарнирно-подвижную 1 и шарнирно-неподвижную 5, которые закреплены на основании 4. На опоре 5 к балке жестко прикреплены два рычага 6 и 9. Рычаг 6 вместе с индикатором 7 часового типа ИЧ-10 предназначен для измерения угла поворота балки, возникающего при приложении к ней через гиревые подвесы 3 внешней нагрузки. Описание индикатора ИЧ-10 дано в работе 3.5. Рычаг 9 с подвижным противовесом 8 предназначен для создания момента на опоре, имитирующего момент в защемлении , путем перемещения противовеса 8 до восстановления балкой ее исходного положения. При этом, зная плечо  и вес  противовеса 8, опытное значение момента в защемлении определяют по формуле:

 . (3.43)


Рис. 3.21. Схема лабораторной установки типа СМ 11А

 М е т о д и к а п р о в е д е н и я о п ы т а и о б р а б о т к а

 р е з у л ь т а т о в: 1. Задают исходные данные опыта: длину балки , координаты приложения внешних нагрузок  и , ступень нагружения . Штангенциркулем измеряют размеры поперечного сечения  и   балки 2 с точностью 0,1 мм. Устанавливают противовес 8 у опоры балки, а стрелку индикатора 7 – на нуль. Исходные данные и отсчет по шкале рычага 9 записывают в журнал наблюдений.

 2. Прикладывают к каждому гиревому подвесу 3 нагрузку и фиксируют показания индикатора 7. Затем перемещением противовеса 8 по рычагу 9 добиваются возвращения стрелки индикатора 7 к нулевой отметке и фиксируют длину уравновешивающего плеча   рычага 9.

Увеличивая нагрузку равными ступенями , повторяют опыт два – три раза. Все данные заносят в журнал наблюдений и после этого балку разгружают.

Согласно требованиям раздела 4 обрабатывают результаты опыта и по формуле (3.43) определяют опытное значения момента в защемлении .

3.Используя способ Верещагина, определяют углы поворота сечения   балки от силы (), от момента (), и по формуле (3.42) вычисляют теоретическое значение момента в защемлении .

Проводят сравнение полученных результатов.

Содержание отчета

Название лабораторной работы.

Цель работы.

Измерительные приборы.

Расчетные схемы для раскрытия статической неопределимости балки.

Исходные данные.

Пролет балки . 5.2. Удаление сил от опор .

Высота поперечного сечения балки .

Ширина поперечного сечения балки .

Вес противовеса на уравновешивающем рычаге .

Осевой момент инерции . 5.7. Модуль упругости .

Цена деления индикатора .

Результаты наблюдений.

п/п

Нагрузка

Приращение нагрузки

Показания индикатора

Данные по уравновешивающему рычагу

Отсчет плеча

Приращение отсчета плеча

Средние значения показаний

7. Определение опытного значения момента в защемлении .

8. Теоретическое определение момента в защемлении .

9. Сравнение опытных и теоретических значений.

Вопросы для самоконтроля

Какова цель лабораторной работы?

Каково устройство лабораторной установки?

Какие балки называют статически неопределимыми?

Как определяют степень статической неопределимости балки?

В каком порядке производят расчет статически неопределимых балок?

Какими методами решаются статически неопределимые балки?

7. Что представляет собой метод сравнения перемещений, и почему его так называют? Каков его геометрический смысл?

8. Как вычисляют изгибающие моменты и поперечные силы в произвольном сечении статически неопределимой балки?

9. Как обеспечивается условие защемления балки в лабораторной установке?

10. Для чего применяют в лабораторной работе индикатор часового типа?

11. Как определяют опытным путем момент в защемлении статически неопределимой балки?

12.  Как изменится величина неизвестного момента в защемлении, если балку повернуть на 90° вокруг продольной оси?

13. Что такое основная система?

14.  Что такое эквивалентная система?

15. Как изменится величина неизвестного момента в защемлении, если увеличить (уменьшить) размеры поперечного сечения балки?

Примеры  технологических проб и их назначение.

Чтобы правильно выбрать материал для  изготовления различных деталей машин и инструментов, необходимо знать свойства  материалов.

 Все свойства металлов и сплавов делятся на ф и з и ч е с к и е, х и м и ч е с к и е, м е х а н и ч е с к и е и т е х н о л о г и ч е с к и е.

Механические свойства и способы определения их количественных характеристик: твердость, вязкость, усталостная прочность

 Механическими свойствами  называется совокупность свойств, характеризующих способность металлических материалов  сопротивляться воздействию внешних усилий (нагрузок). К механическим свойствам  можно отнести: прочность, твёрдость, пластичность, упругость, вязкость, хрупкость,  усталость, ползучесть и износостойкость.

Механические свойства металлов  являются основной характеристикой, поэтому на заводах созданы специальные лаборатории,  где производятся различные испытания с целью определения этих свойств.

Механические  испытания делят на 

- статические, при которых нагрузка, действующая на  образец, остаётся постоянной или возрастает крайне медленно;

- динамические  (ударные);

- испытания при повторных или знакопеременных нагрузках.

Твердость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (индентора), не деформирующегося при испытании.

Широкое распространение объясняется тем, что не требуются специальные образцы.

Это неразрушающий метод контроля. Основной метод оценки качества термической обработке изделия. О твердости судят либо по глубине проникновения индентора (метод Роквелла), либо по величине отпечатка от вдавливания (методы Бринелля, Виккерса, микротвердости).

Во всех случаях происходит пластическая деформация материала. Чем больше сопротивление материала пластической деформации, тем выше твердость.

Наибольшее распространение получили методы Бринелля, Роквелла, Виккерса и микротвердости. Схемы испытаний представлены на рис. 7.1.

001.gif

Рис. 7.1. Схемы определения твердости: а – по Бринеллю; б – по Роквеллу;

в – по Виккерсу

 

Твердость по Бринеллю ( ГОСТ 9012)

Испытание проводят на твердомере Бринелля (рис.7.1 а)

В качестве индентора используется стальной закаленный шарик диаметром D 2,5; 5; 10 мм, в зависимости от толщины изделия.

Нагрузка Р, в зависимости от диаметра шарика и измеряемой твердости: для термически обработанной стали и чугуна – 002.gif, литой бронзы и латуни – 003.gif, алюминия и других очень мягких металлов – 004.gif.

Продолжительность выдержки005.gif: для стали и чугуна – 10 с, для латуни и бронзы – 30 с.

Полученный отпечаток измеряется в двух направлениях при помощи лупы Бринелля.

Твердость определяется как отношение приложенной нагрузки Р к сферической поверхности отпечатка F:

006.gif007.gif008.gif

Стандартными условиями являются D = 10 мм; Р = 3000 кгс; 009.gif= 10 с. В этом случае твердость по Бринеллю обозначается НВ 250, в других случаях указываются условия: НВ D / P / 010.gif, НВ 5/ 250 /30 – 80.

Метод Роквелла ГОСТ 9013

Основан на вдавливании в поверхность наконечника под определенной нагрузкой (рис. 7.1 б)

Индентор для мягких материалов (до НВ 230) – стальной шарик диаметром 1/16” (011.gif1,6 мм), для более твердых материалов – конус алмазный.

Нагружение осуществляется в два этапа. Сначала прикладывается предварительная нагрузка 012.gif(10 ктс) для плотного соприкосновения наконечника с образцом. Затем прикладывается основная нагрузка Р1, втечение некоторого времени действует общая рабочая нагрузка Р. После снятия основной нагрузки определяют значение твердости по глубине остаточного вдавливания наконечника h под нагрузкой013.gif.

В зависимости от природы материала используют три шкалы твердости (табл. 7.1)

Таблица 7.1.Шкалы для определения твердости по Роквеллу

014.gif

Метод Виккерса

Твердость определяется по величине отпечатка (рис.7.1 в).

 


Содержание и задачи курса сопротивление материалов