РАСТЯЖЕНИЕ СТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА С ИЗМЕРЕНИЕМ УПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ
Цель работы:
Экспериментальная проверка закона Гука при растяжении. Определение модуля Юнга и коэффициента Пуассона стали.
Общие сведения
В работе подвергается испытанию на растяжение плоский стальной
образец в пределах упругих деформаций. На образце (рис. 1) установлены два продольных и два поперечных тензометра.
Для измерения деформаций образца в работе используется электротензометрический метод, изложенный в главе 3.
1. Проверка закона Гука
|
Опытная проверка закона Гука при растяжении производится на основе экспериментально определенной диаграммы растяжения (рис.2), которая строится по результатам испытаний.
|
Справедливость закона Гука устанавливается наличием на диаграмме прямолинейного участка.
2. Определение модуля Юнга материала
Модуль Юнга материала определяется по формуле закона Гука
где ΔР – ступень нагрузки, l – база тензометра продольной деформации, А – площадь поперечного сечения образца, Δl – абсолютное удлинение образца на отрезке длиной l.
Зная среднее приращение отсчетов Δn1cp электротензометра продольной деформации (из таблицы наблюдений) и цену деления прибора в относительной деформации на одно деление Ke, можно вычислить относительную продольную деформацию образца
Цена деления прибора – электротензометра устанавливается опытным путем (см. главу 3).
Подставляя в формулу (1) данные опыта (2), получим
3. Определение коэффициента Пуассона
Коэффициентом Пуассона или коэффициентом поперечной деформации называется отношение относительной поперечной деформации к относительной продольной деформации, взятое по модулю
где m – коэффициент Пуассона, e – относительная продольная деформация, e¢ – относительная поперечная деформация.
Относительная поперечная деформация образца вычисляется по формуле
где Δn2cp – среднее приращение отсчетов электротензометра поперечной деформации (берется из таблицы наблюдений), Ke¢ – цена деления электротензометра поперечной деформации.
Если характеристики (база, цена деления) тензометров продольной и поперечной деформации одинаковы, то величина коэффициента Пуассона определяется по формуле
Испытательная машина ГЗИП
 |
Работа выполняется на испытательной машине ГЗИП (рис. 3), предельная нагружающая способность которой может быть 2 т (20 кН) и 5 т (50 кН). Образец 1 закрепляют в захваты 2 и 3. Нижний захват перемещается с помощью винта 4. Перемещение винта осуществляется рукояткой 5. Нагрузка измеряется силоизмерителем 6.
Порядок выполнения работы
1. Замерить размеры поперечного сечения образца b и h.
2. Установить образец в захваты машины.
3. Нагрузить образец начальной нагрузкой P0 (для обжатия образца в захватах машины).
4. Произвести начальные отсчеты по продольным и поперечным тензометрам.
5. Плавно увеличивать нагрузку одинаковыми ступенями до напряжения в образце, равного (0,80¸0,90) sпц . Одновременно на каждой стадии нагружения делать отсчеты по тензометрам.
6. По окончании опыта разгрузить образец до нагрузки P0 и снять контрольные отсчеты по тензометрам, которые должны совпадать с первоначальными.
7. Выполнить отчет по прилагаемой форме.
ОТЧЕТ 4
Цель работы:………………………………………..…………………………..
…………………………………………………………….………………………
…………………………………………………………….………………………
Испытательная машина…………………………………………………………
Измерительные приборы………………………………………………………..
Тензометры: тип……….………..;
марка……..……….;
база l = ………..….мм.
Цена деления рычажного тензометра n = …………
Цена деления электротензометра Ke = …………....
 Схема образца с тензометром
| Размеры поперечного сечения образца: b =………….…см; h =……………см; А = b h =……....см2. |
Результаты наблюдений
| Нагрузка, кН | Отсчеты в делениях прибора | |||||||
| Продольные тензометры | Поперечные тензометры | |||||||
| nI | ΔnI | nIII | ΔnIII | nII | ΔnII | nIV | ΔnIV | |
| ΔnIср = | ΔnIIIср = | ΔnIIср = | ΔnIVср = | |||||
| Dn1ср = | Δn2ср = |
|
 |
Модуль Юнга
…………………….=………….МПа.
Коэффициент Пуассона
Выводы по работе………………………………………………..………..
………………………………………………………………………………………
Отчет принял
…………………….