Badanie ugięcia belki

Podobne dokumenty
Wyznaczenie reakcji belki statycznie niewyznaczalnej

Doświadczalne sprawdzenie twierdzeń Bettiego i Maxwella LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Ć w i c z e n i e K 4

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH. Doświadczalne sprawdzenie zasady superpozycji

ĆWICZENIE 1 STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI - UPROSZCZONA. 1. Protokół próby rozciągania Rodzaj badanego materiału. 1.2.

wiczenie 15 ZGINANIE UKO Wprowadzenie Zginanie płaskie Zginanie uko nie Cel wiczenia Okre lenia podstawowe

Wyznaczanie modułu Younga metodą zginania pręta

Temat 3 (2 godziny) : Wyznaczanie umownej granicy sprężystości R 0,05, umownej granicy plastyczności R 0,2 oraz modułu sprężystości podłużnej E

WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA PRZEZ ZGINANIE

Materiały dydaktyczne. Semestr IV. Laboratorium

Wyznaczanie modułu Younga metodą zginania pręta MATEMATYKA Z ELEMENTAMI FIZYKI. Ćwiczenie Nr 1 KATEDRA ZARZĄDZANIA PRODUKCJĄ

2.2 Wyznaczanie modułu Younga na podstawie ścisłej próby rozciągania

Laboratorium wytrzymałości materiałów

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW. Ćwiczenie 8 WYBOCZENIE PRĘTÓW ŚCISKANYCH Cel ćwiczenia

INSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 4

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Politechnika Białostocka

Zadanie 1 Zadanie 2 tylko Zadanie 3

LABORATORIUM Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Laboratorium Wytrzymałości Materiałów

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyny

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

Wytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu. 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów.

Laboratorium Wytrzymałości Materiałów

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 11: Moduł Younga

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Linie wpływu w belce statycznie niewyznaczalnej

WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA METODĄ STRZAŁKI UGIĘCIA

Temat 1 (2 godziny): Próba statyczna rozciągania metali

Rodzaje obciążeń, odkształceń i naprężeń

Ć w i c z e n i e K 3

Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia

Politechnika Białostocka

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU: KONSTRUKCJE BUDOWLANE klasa III Podstawa opracowania: PROGRAM NAUCZANIA DLA ZAWODU TECHNIK BUDOWNICTWA

Wytrzymałość Materiałów

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Próba udarności. Opracował : dr inż. Konrad Konowalski *) Szczecin 2013 r. *) opracowano na podstawie skryptu [1]

STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA

Laboratorium metrologii

Z-LOGN Wytrzymałość materiałów Strength of materials

Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych

Modelowanie Wspomagające Projektowanie Maszyn

Wyboczenie ściskanego pręta

Dobór materiałów konstrukcyjnych cz. 4

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu MECHANIKA I BUDOWA MASZYN Studia pierwszego stopnia

Wytrzymałość materiałów Strength of materials

Stropy TERIVA - Projektowanie i wykonywanie

Ćwiczenie 15. Sprawdzanie watomierza i licznika energii

Badanie i obliczanie kąta skręcenia wału maszynowego

Rys. 1. Elementy zginane. KONSTRUKCJE BUDOWLANE PROJEKTOWANIE BELEK DREWNIANYCH BA-DI s.1 WIADOMOŚCI OGÓLNE

6. WYZNACZANIE LINII UGIĘCIA W UKŁADACH PRĘTOWYCH

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

MECHANIKA BUDOWLI LINIE WPŁYWU BELKI CIĄGŁEJ

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

CZUJNIKI I PRZETWORNIKI POJEMNOŚCIOWE

CZUJNIKI POJEMNOŚCIOWE

Ćwiczenia laboratoryjne z Wytrzymałości Materiałów. Statyczna próba ścinania

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTRUKCJA Z LABORATORIUM W ZAKŁADZIE BIOFIZYKI. Ćwiczenie 5 POMIAR WZGLĘDNEJ LEPKOŚCI CIECZY PRZY UŻYCIU

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyn i współczynnika sztywności zastępczej

Ćw. 32. Wyznaczanie stałej sprężystości sprężyny

Al.Politechniki 6, Łódź, Poland, Tel/Fax (48) (42) Mechanika Budowli. Inżynieria Środowiska, sem. III

Laboratorium Wytrzymałości Materiałów. Wyboczenie

WYZNACZANIE MODUŁU SPRĘŻYSTOŚCI POSTACIOWEJ G PRZEZ POMIAR KĄTA SKRĘCENIA

SPRAWDZANIE MIKROMIERZA O ZAKRESIE POMIAROWYM: mm

Sprawdzenie narzędzi pomiarowych i wyznaczenie niepewności rozszerzonej typu A w pomiarach pośrednich

Z-LOG-0133 Wytrzymałość materiałów Strength of materials

ĆWICZENIE 15 WYZNACZANIE (K IC )

LABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI. ĆWICZENIE NR 1 Drgania układów mechanicznych

Laboratorium Wytrzymałości Materiałów

Wprowadzenie do Techniki. Materiały pomocnicze do projektowania z przedmiotu: Ćwiczenie nr 2 Przykład obliczenia

2kN/m Zgodnie z wyznaczonym zadaniem przed rozpoczęciem obliczeń dobieram wstępne przekroje prętów.

Rozwiązanie: Część teoretyczna

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie D-3

KONSTRUKCJE DREWNIANE I MUROWE

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Ćwiczenie 14. Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych. Program ćwiczenia:

SPRAWDZANIE NARZĘDZI POMIAROWYCH

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

KATEDRA AUTOMATYKI, BIOMECHANIKI I MECHATRONIKI. Laboratorium. Mechaniki Technicznej

OBLICZENIE ZARYSOWANIA

Ocena stanu nawierzchni w oparciu o pomiar ugięć FWD. Dawid Siemieński

BADANIE PROSTEGO I ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO I JEGO ZASTOSOWANIA

INSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 5

KATEDRA AUTOMATYKI, BIOMECHANIKI I MECHATRONIKI. Laboratorium Mechaniki technicznej

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

1. Projekt techniczny Podciągu

ZJAWISKO PIEZOELEKTRYCZNE.

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu MECHANIKA I BUDOWA MASZYN Studia pierwszego stopnia

gruparectan.pl 1. Metor Strona:1 Dla danego układu wyznaczyć MTN metodą przemieszczeń Rys. Schemat układu Współrzędne węzłów:

instrukcja do ćwiczenia 3.4 Wyznaczanie metodą tensometrii oporowej modułu Younga i liczby Poissona

Ćwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.

Wytrzymałość materiałów. Wzornictwo przemysłowe I stopień (I stopień / II stopień) ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Temat 2 (2 godziny) : Próba statyczna ściskania metali

Transkrypt:

Badanie ugięcia belki Szczecin 2015 r Opracował : dr inż. Konrad Konowalski *) opracowano na podstawie skryptu [1]

1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest: 1. Sprawdzenie doświadczalne ugięć belki obliczonych ze wzorów teoretycznych, 2. Sprawdzenie doświadczalne zasady wzajemności przemieszczeń Maxwella. 2.1 Wzory teoretyczne 2. Opis ćwiczenia Dla belki podpartej symetrycznie w punktach A i B, obciążonej na końcach C jednakowymi siłami P ( rys.1) strzałki ugięcia oblicza się ze wzorów (1) i (2) A B f CC f DD Rys.1. Schemat podparcia i obciążenia belki dwiema siłami fcc = Pa2 (3L + 2a)[mm] (1) 6EI f DC = PL2 a [mm] (2) 8EI gdzie: P- siła obciążająca [N] L, a odcinki długości belki [mm] I moment bezwładności przekroju belki [mm 4 ] E współczynnik sprężystości podłużnej [MPa] Pierwszy indeks przy f we wzorach (1) i (2) oznacza przekrój belki, w którym mierzone jest ugięcie, drugi miejsce przyłożenia siły obciążającej. W przypadku, gdy siła obciążająca przyłożona jest w środku długości belki (rys.2) strzałki ugięcia określają wzory (3) i (4) A f DD B f CD Rys.2. Schemat podparcia i obciążenia belki jedną siłą f CD = Pl2 a 16EI [mm] (3) 2

f DD = Pl3 [mm] (4) 48EI Oznaczenia we wzorach (3) i (4) są analogiczne jak we wzorach (1) i (2) 2.2 Zasada wzajemności przemieszczeń Maxwella Zasada ta została sformułowana przez Maxwella w 1864 r. dla układów liniowo-sprężystych ( Clapeyrona) głosi: Przemieszczenie odpowiadające sile P 1 lecz wywołane siłą P 2, równą co do wartości sile P 1, jest równe przemieszczeniu odpowiadającemu sile P 2 lecz wywołanemu siłą P 1. a) b) Rys.3. Schemat belki objaśniający zasadę wzajemności przemieszczeń Maxwella W przypadku belki zginanej siłami P 1 i P 2 (rys.3) zasadę Maxwella można wyrazić symbolicznie w postaci równości f 12 = f 21 (5) gdzie: f 12 przemieszczenie ( ugięcie) odpowiadające sile P 1 ( tzn. mierzone w miejscu przyłożenia siły P 1 ), wywołane działaniem siły P 2, f 21 przemieszczenie odpowiadające sile P 2, wywołane działaniem siły P 1. Doświadczalnie sprawdza się zasadę Maxwella w następujący sposób: Belkę obciąża się najpierw tylko jedną siłą, np. P 1 i mierzy ugięcie f 21 spowodowane tą siłą na linii działania siły P 2 (rys.3a) Po zdjęciu siły P 1, obciąża się belkę siłą P 2 równą co do wartości sile P 1 i mierzy ugięcie f 21 na linii działania siły P 1 ( rys.3b) Zmierzone ugięcia f 12 i f 21 zgodnie z zasadą Maxwella powinny być sobie równe. 2.3 Stanowisko do badań Badana belka 1 ( rys.4) podparta jest w punktach A i B na ostrzach podpór 2 przymocowanych do prowadnicy 3 przy pomocy śrub 4. Luzując śruby4 i przesuwając podpory można zmieniać odległość punktów podparcia belki. 3

1 Rys.4. Stanowisko do badania ugięć belki Obciążenie belki odbywa się przy pomocy obciążników P zakładanych na szalki 5, przesuwanych wzdłuż belki w dowolne miejsce. Do pomiaru ugięć belki używa się czujników przemieszczeń 6 umocowanych na podstawkach 7. Wartości sił obciążających i wymiary belki muszą być tak dobrane, aby w czasie badań nie została przekroczona granica stosowalności prawa Hooke a. Ponadto ugięcia belki spowodowane naciskami sprężyn czujników powinny być małe w porównaniu z ugięciami wywołanymi przez obciążenia zasadnicze. W celu sprawdzenia wzorów teoretycznych należy zmierzyć ugięcia w przekrojach C i D dla dwóch przypadków obciążeń przedstawionych na rys.1i rys.2. Przy sprawdzaniu zasady Maxwella do pomiarów mogą być wybrane dwa dowolne przekroje belki. 3.1 Pomiar ugięcia belki 3. Przebieg ćwiczenia Przygotować arkusz protokółu pomiarów według podanego wzoru. Narysować w protokóle schemat układu pomiarowego i zapisać dane dotyczące badanego układu. Wysokość h belki należy zmierzyć z dokładnością do 0,01 mm. Ustawić podpory w odległości L ( podanej przez prowadzącego ćwiczenia) i ustalić śrubami. Zawiesić szalki w odległości a od podpór ( rys.1) lub w środku belki ( rys.2). W przekrojach C i D belki ustawić czujniki. Sprawdzić działanie układu pomiarowego. Przy ręcznym nieznacznym obciążeniu belki czujniki powinny wskazywać w sposób płynny wzrost ugięcia belki, a po odciążeniu powinny wrócić do pierwotnych wskazań. Zapisać pierwotne wskazania czujników w protokóle. Obciążyć belkę przez łagodne równoczesne założenie na szalki równych obciążników o ciężarze P każdy i ponownie zapisać wskazania czujników. Dla sprawdzenia prawidłowości działania układu pomiarowego należy po łagodnym zdjęciu obciążników sprowadzić wskazania czujników, które powinny być takie same jak przed obciążeniem. Różnica wskazań czujników dla belki obciążonej i nieobciążonej daje 4

wartość ugięcia. Pomiary ugięć należy wykonać dla obydwóch podanych na rysunkach schematów obciążeń. 3.2 Sprawdzenie zasady Maxwella Ustalić dwa dowolne przekroje belki, w których przykładane będą obciążenia i mierzone ugięcia. Narysować w protokóle schemat układu i zapisać potrzebne dane (odległości). Wykonać doświadczenie w sposób opisany w punkcie 2.2. Wyniki pomiarów zapisać w protokóle i obliczyć błąd względny. Sprawozdanie powinno zawierać: 4. Sprawozdanie Określenie celu ćwiczenia Słowne brzmienie zasady wzajemności przemieszczeń Maxwella Protokół pomiarów Tablicę według podanego poniżej wzoru, zawierającą wartości strzałek ugięcia wyznaczone doświadczalnie i obliczone z wzorów teoretycznych. Oznaczenie ugięcia Wartości ugięć Błąd względny z obliczeń z pomiarów f t f d 100 teoretycznych f t mm mm % f CC f DC f CD f DD Dyskusję otrzymanych wyników, a w szczególności: o Ocenę uzyskanych wyników pomiarów i obliczeń o Ocenę przyjętej metody badań o Uwagi i wnioski Załącznik zawierający: o Wyprowadzenie wzorów (1),(2),(3),(4) o Szczegółowe obliczenia wartości ugięć według wzorów o Wyznaczenie maksymalnych momentów zginających i naprężeń występujących w belce podczas badań Literatura: 1. Grudziński Karol: Ćwiczenia laboratoryjne z Wytrzymałości Materiałów. Politechnika Szczecińska. Szczecin 1972 r. 2. Kowalewski Zbigniew: Ćwiczenia laboratoryjne z Wytrzymałości Materiałów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2000 r 5

3. Katarzyński Stefan, Kocańda Stanisław, Zakrzewski Marek: Badanie własności mechanicznych metali. WNT Warszawa 1969 4. M. E Niezgodziński, T. Niezgodziński: Wzory wykresy i tablice wytrzymałościowe. WNT 1996r. 6