         Отчет по лабораторной работе «Определение напряжений в элементах конструкций электротензометрированием»
Цель работы:
изучение методики и экспериментальное определение напряжений в элементах конструкций электротензометрированием; сравнение расчетных и экспериментальных значений напряжений.
Экспериментальное определение напряжений проводится при создании, сдаче в эксплуатацию или после определенного срока работы ответственных конструкций с целью оценки их прочности. Устройства, преобразующие механические величины в электрические, называются датчиками (деформации -(тензорезистор), линейных или угловых перемещений, давлений, усилий, скоростей, ускорений).
Тензорезистор (рис. 9.4) представляет собой плоскую петлеобразную спираль 1 из тонкой (0,01...0,03 мм) константановой (60 % меди и 40 % никеля) проволоки, вклеенной между двумя слоями рисовой бумаги 2.
Рабочий тензорезистор наклеивается (клей БФ) на деталь и при ее нагружении деформируется совместно. При статическом нагружении рабочие тензорезисторы подключаются к измерителю деформации (цифровому) ИДЦ, электрическая схема которого (рис. 9.5) представляет собой высокочувстви-тельный измерительный четырехплечий мост Ч.Уитстона(1844).
Рис. 9.5.
Электрическая схема ИДЦ
Постановка работы.
На экспериментальной установке (рис. 9.6) проведены испытания ЭК в виде стальной (Е
= 2 * 105
МПа; µ = 0,3) трубы (
D
= 60 мм; d
=
54 мм; L = 360 мм; l = 300 мм) при плоском изгибе, кручении и совместном изгибе с кручением с записью (табл. 9.3) ступеней рабочей нагрузки Р
и показаний т
измерителя деформаций цифрового ИДЦ (цена деления β= 10-5
1/дел.).
Рис. 9.6.
Схема экспериментальной установки: 1- элемент конструкции; 2
- опора; 3 -
коромысло; 4, 5 -
грузы; 6
-блок; 7-прямоугольная розетка тензорезисторов; I, II, III - рабочие тензорезисторы
| №ступени нагружения
|
Р,
кН
|
ΔР,
кН
|
Изгиб
|
Кручение
|
Изгиб с кручением
|
| m1
|
Δ
m1
|
m11
|
Δ
m11
|
m1
|
Δ
m1
|
m11
|
Δ
m11
|
m111
|
Δ
m111
|
| 0
|
0.9
|
-
|
23
|
-
|
25
|
-
|
22
|
-
|
20
|
-
|
-7
|
-
|
| 1
|
1.8
|
0.9
|
45
|
22
|
49
|
24
|
45
|
23
|
39
|
19
|
-14
|
-7
|
| 2
|
2.7
|
0.9
|
67
|
22
|
74
|
25
|
67
|
22
|
61
|
22
|
-22
|
-8
|
| 3
|
3.6
|
0.9
|
89
|
22
|
99
|
25
|
89
|
22
|
81
|
20
|
-28
|
-6
|
| 4
|
4.5
|
0.9
|
113
|
24
|
124
|
25
|
111
|
22
|
100
|
19
|
-34
|
-6
|
| Δ
Pср=0,9
|
Δ
m1
ср
=22,5
|
Δ
m1
1ср
=24,75
|
Δ
m1
ср
=22,25
|
Δ
m1
1ср
=20
|
Δ
m1
11ср
=-6,75
|
Требуется:
определить расчетные и экспериментальные значения напряжений; вычислить отклонения расчетных от экспериментальных напряжений.
Проводим обработку экспериментальных данных табл. 9.3 и определяем
средние значения приращений нагрузки Δ
P
ср
=∑ΔР/4 и показаний ИДЦ:
Δ
m
ср
=∑Δm/4.
В дальнейшем все расчеты проводятся для одной ступени нагружения.
Забиваем Сайты В ТОП КУВАЛДОЙ - Уникальные возможности от SeoHammer
Каждая ссылка анализируется по трем пакетам оценки: SEO, Трафик и SMM.
SeoHammer делает продвижение сайта прозрачным и простым занятием.
Ссылки, вечные ссылки, статьи, упоминания, пресс-релизы - используйте по максимуму потенциал SeoHammer для продвижения вашего сайта.
Что умеет делать SeoHammer
— Продвижение в один клик, интеллектуальный подбор запросов, покупка самых лучших ссылок с высокой степенью качества у лучших бирж ссылок.
— Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта.
— Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы).
— SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание.
SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз,
а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней.
Зарегистрироваться и Начать продвижение
Опыт № 1. Определение напряжений при изгибе элемента конструкции
1. Вычисляем расчетное приращение напряжений в точке А
при изгибе:
Δσ = 
2. Рабочий тензорезистор I наклеен по направлению главной деформации Δε1
, и находится в условиях линейного напряженного состояния. Определяем экспериментальные приращения главной деформации и главного напряжения:
Δε1э
=Δ1ср
β=22,2*10-5
; Δσэ
=EΔε1э
=2*10-5
=45 Мпа
3. Находим отклонение расчетных от эксперементальных напряжений:
δ= *100%=44,4*45/45*100%= -1,33
4. Для оценки прочности элемента конструкции определяем экспериментальное значение напряжений при максимальной нагрузке:
max
σэ
= Δσэ
Pmax
/ΔP=45*4.5/0.9=255МПа
Опыт № 2. Определение напряжений при кручении элемента конструкции
1. Вычисляем расчетные приращения касательных напряжений в точке А:
Δτ =(2*0,9*103
*300*10-3
)/14,58*10-6
=37 МПа
2.
При кручении элемента конструкции реализуется частный случай плоского напряженного состояния, когда главная деформация Δε1э
= - Δε3э
. Главную деформацию Δε1
измеряет рабочий тензорезистор II, наклеенный под углом 45◦
. Определяем экспериментальные приращения главных деформаций:
Δε1э=
Δm11
c
р
β=24,75*10-5
; Δε3э
=-24,75
3. Находим экспериментальные приращения касательных напряжений, которые при кручении равны приращениям главных напряжений:
Δτэ
=(2*105
\1+0.3)*24,75*10-5
=38 МПа
4. Определяем отклонение расчетных от экспериментальных напряжений:
δ=((37-38)/38)*100%=-2,63
5. Для оценки прочности при кручении элемента конструкции находим экспериментальное значение касательных напряжений при максимальной нагрузке:
max
τэ
max
=38*4,5/0,9=190 МПа.
Опыт № 3. Определение напряжений при
совместном изгибе и кручении элемента конструкции
1. Вычисляем расчетные приращения нормальных, касательных, главных и эквивалентных напряжений в точке А:
Δσ = (0,9*103
*360*10-3
)/7,29*10-6
=44,4 МПа
Δτ = (0,9*103
*300*10-3
)/14,58*10-6
=18,5 МПа
Δσ1/3
=0,5(44,4 )=(22,2 28,9) МПа
Δσ1
=51,1МПа ; Δσ3
= -6,7 МПа
Их направление t
g2α= = - =-0.833; 2α0
=-39,8◦
; α0
=-19,9◦
Δσэкв4
= =54,8 МПа
2. По трем показаниям ИДЦ прямоугольной розетки тензорезисторов ходим эксперимен-тальные приращения деформаций:
Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
Попробуйте сервис онлайн-записи VisitTime на основе вашего собственного Telegram-бота:
— Разгрузит мастера, специалиста или компанию;
— Позволит гибко управлять расписанием и загрузкой;
— Разошлет оповещения о новых услугах или акциях;
— Позволит принять оплату на карту/кошелек/счет;
— Позволит записываться на групповые и персональные посещения;
— Поможет получить от клиента отзывы о визите к вам;
— Включает в себя сервис чаевых.
Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
Зарегистрироваться в сервисе
Δε1э
=Δm1
ср
β=22,25*10-5
; Δε11э =
Δm1 1
ср
β = 20*10-5
; Δε111э
= Δm11 1
ср
β=-6,75
3. Вычисляем экспериментальные приращения главных деформаций и их направление:
Δε1/3э
=0,5(22,25*10-5
+(6,75)*
*10-5
 2
=7,75*10-5
18,98*10-5
Δε1э=
26,73*10-5
; Δε3э
=-11,23*10-5
tg2α=(22.25 *10-5
-2*20*10-5
+(-6.75*10-5
)/22.25*10-5
-(-6.75*10-5
)=-0.844
С учетом этого 2α0
=-40,2◦
; α0
=-20,1◦
4. Определяем экспериментальные приращения главных и эквивалентных напряжений:
Δσ1э
=51,3 МПа
Δσ3э
=-7,12
Δσэкв4
=55,2МПа
5. Вычисляем отклонение расчетных от экспериментальных эквивалентных напряжений:
δ=((54,8-55,2)/55,2)*100%=-0,7%
6. Для оценки прочности элемента конструкции находим экспериментальные эквивалентные напряжения при максимальной нагрузке:
max
σэ
экв4
=55,2*4,5/0,9=276МПаВыводы
1. Изучена методика определения напряжений электротензометрированием с целью экспериментальной оценки прочности элементов конструкций.
1.Во всех трех опытах отклонения результатов расчета от эксперимента не превышают 5 %. Следовательно, электротензометрирование может эффективно использоваться для экспериментального определения напряжений при оценке прочности элементов конструкций.
2.Расхождения между расчетными и экспериментальными напряжения ми обусловлены рядом принимаемых гипотез при выводе формул для расчета напряжений, а также погрешностями измерения деформаций при электротензометрировании.
|
