Wyznaczenie reakcji belki statycznie niewyznaczalnej

Podobne dokumenty
Badanie ugięcia belki

Ć w i c z e n i e K 4

KATEDRA AUTOMATYKI, BIOMECHANIKI I MECHATRONIKI. Laboratorium. Mechaniki Technicznej

Linie wpływu w belce statycznie niewyznaczalnej

WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA PRZEZ ZGINANIE

KATEDRA AUTOMATYKI, BIOMECHANIKI I MECHATRONIKI. Laboratorium Mechaniki technicznej

LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW. Ćwiczenie 8 WYBOCZENIE PRĘTÓW ŚCISKANYCH Cel ćwiczenia

MECHANIKA BUDOWLI LINIE WPŁYWU BELKI CIĄGŁEJ

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH. Doświadczalne sprawdzenie zasady superpozycji

Materiały dydaktyczne. Semestr IV. Laboratorium

Wyznaczanie modułu Younga metodą zginania pręta

Politechnika Białostocka

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

INSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 4

Treść ćwiczenia T6: Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach

Laboratorium wytrzymałości materiałów

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

Ć w i c z e n i e K 3

Uwaga: Linie wpływu w trzech prętach.

Doświadczalne sprawdzenie twierdzeń Bettiego i Maxwella LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Politechnika Białostocka

METODA SIŁ KRATOWNICA

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

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Laboratorium Wytrzymałości Materiałów

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

SPRAWDZANIE NARZĘDZI POMIAROWYCH

2.2 Wyznaczanie modułu Younga na podstawie ścisłej próby rozciągania

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH M Próbne obciążenie obiektu mostowego

Wyznaczenie reakcji w Belkach Gerbera

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

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Przykład 1 Dany jest płaski układ czterech sił leżących w płaszczyźnie Oxy. Obliczyć wektor główny i moment główny tego układu sił.

ZGINANIE PŁASKIE BELEK PROSTYCH

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

5. METODA PRZEMIESZCZEŃ - PRZYKŁAD LICZBOWY

Mechanika i Budowa Maszyn

Temat 1 (2 godziny): Próba statyczna rozciągania metali

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

ZADANIA - POWTÓRKA

Liczba godzin Liczba tygodni w tygodniu w semestrze

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

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

BELKI GERBERA WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW. n s = R P 3 gdzie: - R liczba reakcji, - P liczba przegubów, - 3 liczba równań równowagi na płaszczyźnie.

Zbigniew Mikulski - zginanie belek z uwzględnieniem ściskania

Laboratorium metrologii

Dr inż. Janusz Dębiński

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

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

Laboratorium Wytrzymałości Materiałów

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

3. METODA PRZEMIESZCZEŃ - ZASADY OGÓLNE

Badanie wpływu plastyczności zbrojenia na zachowanie się dwuprzęsłowej belki żelbetowej. Opracowanie: Centrum Promocji Jakości Stali

Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

SKRĘCANIE WAŁÓW OKRĄGŁYCH

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA

Stropy TERIVA - Projektowanie i wykonywanie

BADANIE STANÓW RÓWNOWAGI UKŁADU MECHANICZNEGO

WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA METODĄ STRZAŁKI UGIĘCIA

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

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

Ćwiczenie 2 WSPÓŁPRACA JEDNAKOWYCH OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH W RÓŻNYCH KONFIGURACJACH POŁĄCZEŃ. Opis stanowiska pomiarowego. Przebieg ćwiczenia

Podstawy Badań Eksperymentalnych

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

1. Projekt techniczny Podciągu

Modelowanie Wspomagające Projektowanie Maszyn

20. BADANIE SZTYWNOŚCI SKRĘTNEJ NADWOZIA Cel ćwiczenia Wprowadzenie

POMIARY TEMPERATURY I

Mechanika i wytrzymałość materiałów Kod przedmiotu

6. WYZNACZANIE LINII UGIĘCIA W UKŁADACH PRĘTOWYCH

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

AiR_WM_3/11 Wytrzymałość Materiałów Strength of Materials

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

BŁĘDY W POMIARACH BEZPOŚREDNICH

Ćw. 32. Wyznaczanie stałej sprężystości sprężyny

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Badanie i obliczanie kąta skręcenia wału maszynowego

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

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa: Nr. Ćwicz.

Metody badań materiałów konstrukcyjnych

5.1. Kratownice płaskie

Metody energetyczne. Metoda Maxwella Mohra Układy statycznie niewyznaczalne Metoda sił Zasada minimum energii

Wyboczenie ściskanego pręta

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 21

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

TRANZYSTORY BIPOLARNE

{H B= 6 kn. Przykład 1. Dana jest belka: Podać wykresy NTM.

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

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:

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

Politechnika Białostocka

Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych Laboratorium Metrologii I. Grupa. Nr ćwicz.

ĆWICZENIE 15 WYZNACZANIE (K IC )

Ćw. nr 31. Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie drgań - w.2

Transkrypt:

Wyznaczenie reakcji belki statycznie niewyznaczalnej Opracował : dr inż. Konrad Konowalski Szczecin 2015 r *) opracowano na podstawie skryptu [1]

1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest sprawdzenie doświadczalne środkowej reakcji belki statycznie niewyznaczalnej 3- podporowej, obliczonej ze wzoru teoretycznego. 2.1. Podstawy teoretyczne 2. Opis ćwiczenia Do wyznaczenia reakcji belki statycznie wyznaczalnej wystarczają równania równowagi. W belce statycznie niewyznaczalnej wyznaczenie reakcji wymaga również uwzględnienia związków geometrycznych dotyczących odkształceń. Reakcję środkową belki statycznie niewyznaczalnej podpartej i obciążonej jak na rys. oblicza się z następującego wzoru R C = 6Pa L gdzie: P- siła obciążająca belkę [N] L, a długości odcinków belki [mm] [N] (1) Wzór (1)uzyskuje się rozwiązując belkę dowolną znaną metodą np. superpozycji. Metoda ta stanowi również podstawę dla wyznaczenia reakcji statycznie niewyznaczalnej sposobem doświadczalnym. Polega ona na rozłożeniu belki statycznie niewyznaczalnej na dwie belki statycznie wyznaczalne i zastosowaniu superpozycji sił i przemieszczeń w taki sposób, aby były spełnione warunki brzegowe układu wyjściowego. Odpowiednie belki statycznie wyznaczalne pokazano na rys.1b i rys,1c.ugięcie przekroju C belki statycznie niewyznaczalnej przy niepodatnej podporze jest równe zeru. Warunek ten można przedstawić w postaci: lub f C = f CP + f CR = 0 (2) f CP = f CR (3) gdzie : f CP ugięcie belki statycznie wyznaczalnej wywołane siłami P (rys.1b) f CR ugięcie identycznej belki wywołane siłą R C, równą reakcji podpory C belki statycznie niewyznaczalnej (rys.1c). Zależność (2) lub (3) stanowi podstawę do wyznaczenia reakcji statycznie niewyznaczalnej R C sposobem teoretycznym. 2

a) A B C b) c) Rys.1. Schemat ilustrujący zastosowanie zasady superpozycji do wyznaczenia reakcji belki statycznie niewyznaczalnej 3

2.2. Stanowisko do badań Badana belka 1 ( rys.2) podparta jest w punktach A i B na ostrzach podpór 2 przymocowanych do prowadnicy 3 przy pomocy śrub 4. Rys.2. Stanowisko do wyznaczania reakcji belki statycznie niewyznaczalnej. Do obciążania służą dwa stałe obciążniki P zakładane na szalki 5, zawieszone w odległości a od punktów podparcia oraz odważniki Q układane na szalce 6, zawieszonej w środku belki. Odległości a i L można zmieniać przez przesuwanie podpór 2 i szalek 5. Do pomiaru ugięć belki używa się czujnika przemieszczeń 7 7 umocowanego na podstawce 8. Ciężar własny szalek jest do pominięcia. 1 2.3. Wyznaczenie reakcji Po założeniu na szalki obciążników P, belka wygnie się a przekrój C uniesie się o pewną wartość f CP mierzoną przez czujnik ( rys.2). Działanie reakcji podpory C zastępuje się odpowiednią siłą Q przyłożoną w miejscu odrzuconej podpory. Przyłożenie tej siły 4

spowoduje obniżenie się przekroju C o pewną wartość f CQ Wartość ciężaru Q należy tak dobrać, aby wypadkowe ugięcie przekroju C pod działaniem sił P i Q było równe zeru. Wówczas przyłożone obciążenie Q będzie równe poszukiwanej reakcji R C belki statycznie niewyznaczalnej. Zakładanie obciążników na szalki powinno odbywać się w sposób łagodny, bez wywoływania efektów dynamicznych. Reakcje R C można również wyznaczyć mierząc najpierw ugięcie f CP wywołane siłami P, a następnie ugięcie f CQ wywołane tylko obciążeniem Q ( przy zdjętych obciążnikach P). Wartość obciążenia Q należy tak długo zwiększać, aż ugięcie f CQ będzie równe co do wartości ugięciu f CP. Reakcja R C jest równa wartości obciążenia Q, przy którym zachodzi równość f CP = f CQ. 3. Przebieg ćwiczenia Przygotować arkusz protokółu pomiarów według podanego wzoru. Narysować w protokóle schemat układu pomiarowego i zapisać dane dotyczące badanego układu. Przygotować stanowisko badawcze zgodnie ze schematem przedstawionym na rys.2 i sprawdzić działanie czujnika. Po lekkim ręcznym ugięciu belki w spodziewanym kierunku, czujnik powinien w sposób płynny pokazywać nowe wartości a po odciążeniu powinien powrócić do wskazań pierwotnych. Zapisać początkowe wskazania czujnika w protokóle i założyć na skrajne szalki w łagodny sposób ( przytrzymując belkę na podporach palcami) równocześnie obydwa obciążniki P. Belka wygnie się przy tym i czujnik wskaże nowe wartości ugięcia. Wskazania czujnika pod obciążeniem zanotować w protokóle (dla celów kontrolnych). Nie zdejmując obciążników P, obciążać łagodnie ciężarkami szalkę środkową obserwując jednocześnie malejące wskazania czujnika. Obciążenie Q zwiększać tak długo, aż wskazania czujnika wrócą do stanu początkowego. Ciężar Q znajdujący się na szalce jest równy reakcji R C podpory środkowej (C) belki statycznie niewyznaczalnej. Wyznaczoną wartość reakcji R C zapisać w protokóle. Pomiary wykonać trzy razy i obliczyć średnią wartość reakcji R C. Obliczyć reakcję R C ze wzoru teoretycznego (1) i określić błąd względny dla wyników uzyskanych z pomiarów i obliczeń Obliczyć maksymalne naprężenia w badanej belce Sprawozdanie powinno zawierać: 4. Sprawozdanie 1. Określenie celu ćwiczenia 2. Schemat stanowiska badawczego 3. Protokół z wynikami pomiarów i obliczeń 4. Dyskusję otrzymanych wyników, a w szczególności: Porównanie wyników uzyskanych z pomiarów i obliczeń teoretycznych 5

Ocenę przyjętej metody badań (omówienie źródeł błędów) Możliwość stosowania zasady super pozycji Uwagi i wnioski 5. Załącznik zawierający: Wyprowadzenie wzorów (1) Szczegółowe obliczenia wartości reakcji R C Wyznaczenie maksymalnych 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 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