Far Universitatea Tehnică de Stat de Est (DVPI-le. Kuibyshev)
Mecanica Solidelor majore
Orientări și rapoarte privind activitatea de laborator
STATUL STRES ÎN MATERIALUL
Obiectiv. Ca rezultat al măsurătorilor experimentale furnizează o evaluare calitativă și cantitativă a modificărilor stării de tensiune în zona butucului și se compară cu referința.
informații teoretice Scurt. Toate piesele de proiectare și de mașini au concentratoare de stres, care sunt inevitabile, deoarece să asigure buna funcționare a acestora:
deschiderea ușilor și ferestrelor din pereții clădirilor și structurilor;
hașuri în punți de nave pentru încărcarea și descărcarea mărfurilor;
tot felul de găuri în detaliu mecanismele pentru conectarea acestora unele cu altele;
adit și derive într-o rocă în timpul miniere subterane etc.
Prezența acestor neomogenitati structurale conduc la o schimbare calitativă și cantitativă în stare de stres în zonele determinate de poziția lor.
Fig.1 model fizic de concentrare de stres
și - banda fără un hub; b - banda de la un butuc
După cum se știe, materialul este uniform banda alungită (1a) se află în stare de stres uniaxială și în secțiuni transversale sunt doar tensiune normală
unde P - forța de tracțiune,
și în secțiuni longitudinale nu există nici un stres. Performanța condițiilor de echilibru static pentru fiecare element, transversal selectat și secțiuni longitudinale ale evidente.
Să presupunem că axa lise, există deschidere circulară (1b), zona cea mai slabita secțiune transversală rămâne aceeași
unde D - diametrul găurilor.
Dacă se presupune că concentratorul de stres nu afectează starea de stres, stres normal (nominal) transversale și sunt uniform distribuite
Ne separă de banda de material pe secțiuni transversale și longitudinale din care una dintre marginile sale care găuri de contur. Dacă presupunem că starea de stres, ca urmare a deschiderii nu este schimbat, tensiunile care acționează pe marginile sale, nu mai îndeplinesc condițiile de echilibru static. Pentru a echilibra tensiunile normale care acționează în secțiune transversală, este necesar, în secțiune longitudinală prezența tensiunilor tangențiale. Cu toate acestea, este, în conformitate cu legea de asociere tensiunilor tangențiale, duce automat la tensiuni tangențiale în secțiunea transversală și perturbațiilor condițiile de echilibru static pentru axa Y. Pentru a satisface și au nevoie de prezența unor tensiuni normale într-un membru secțiune longitudinală. Pe marginile elementului corespunzător găurilor de contur (suprafață liberă) sub tensiune.
T
Studiile arată că tensiunile normale în benzile secțiunilor transversale sunt distribuite în mod inegal la punctele apropiate de conturul butucului sunt în mod substanțial mai mare decât cea calculată cu formula (3), și în mai puțin de la distanță (Figura 2). Acest lucru se întâmplă pentru că secțiunea transversală a întregului portului trebuie să îndeplinească condițiile de echilibru static
și dacă la un moment dat tensiunea crește, celălalt trebuie să fie redusă în mod corespunzător.
Deoarece secțiunea transversală de la punctele de pe conturul găurii normale de tensiune mai mare σo. și pe marginea liberă a plăcii mai mici trebuie să existe punctul intermediar (A), în care acestea sunt egale în mărime.
Un concentrator de stres este orice schimbare bruscă în construcția ariei secțiunii transversale sau forma (Detalii).
Concentrarea stresului se numește o schimbare calitativă și cantitativă în stare de stres în zona materialului de locație stres concentrator.
Cuantificarea concentrare stresului este dată de un factor teoretic de concentrare de stres egal pentru orice secțiune transversală *
în cazul în care σi, σo- subliniază acționând în punctul de-al i-lea, și evaluat - tensiune, care sunt definite de rezistența materialelor, cu excepția unui efect de concentrare.
Evident, un factor teoretic de concentrare stres pentru diferite puncte ale secțiunii transversale: este o zonă de evacuare, unde kσ<1. есть зона повышенных по сравнению с номинальными напряжений, где kσ> 1 este punctul în care kσ = 1 (2b).
Cele mai mari valori ale gaura a kσ de circuit.
Toate acestea sunt în mod fundamental adevărat pentru tensiunile de forfecare.
Dimensiunea Kσ pentru ridicatoare de stres sub diferite sarcini externe este determinată de literatura de referință.
Concentratori subliniază sunt cauza principală a aproape toate tipurile de structuri și mecanisme de fractură, mai ales atunci când sunt combinați cu tensiune variabilă, astfel încât studiul lor teoretic și experimental are o mare importanță practică.
* - referință și în literatura factor de concentrare stres teoretic științifică este notată cu «α» simbol.
In aceasta lucrare de laborator investiga experimental concentrarea stresului cauzat de cele două adâncituri semicirculare pe marginile longitudinale ale benzii este curbat în planul său.
Conform literaturii de referință în acest caz un factor teoretic concentrare stres crestăturilor de pe contururile pot fi determinate conform graficului din figura 3, în funcție de raportul dintre dimensiunile geometrice ale benzii.
Conducerea ajustarea pentru lucrări de laborator este prezentată în figura 4.
oh
H
Bara de încărcare (4) cu control (5) senzorul de forță atașat servește pentru încărcarea șurubului putere test specimen (6) al presei (7) cu volanul (8)
Atunci când este utilizat schema de încărcare, zona grinzii între punctele A-B creează zone de încovoiere pură (Fig. 5), în care forța laterală este absent, iar momentul de încovoiere este constantă în magnitudine. În secțiunea de mijloc a marginilor de sus și de jos ale grinzii sunt decupaje semicirculare, care sunt concentratoare de stres.
În înălțime secțiunea fasciculului în planul concentratoarelor de stres (9) - secțiune transversală „e“, și în regiunea în care efectul lor asupra stării de stres nu este afectat (10) - secțiunea transversală „s“, sunt lipite un grup de transductoarele care sunt conectate prin conectori (11) la contorul deformații ID.
Ordinea executării
1. Conectare la rcilor aparatelor de măsură în secțiunea „c“ (fara ridicatoare de stres).
2. Pentru a elimina lacunele din modelul de ajustare produc presarcinii colectate în curs de investigare. Register ID-ul de citire și introduceți-le în jurnalul de măsurare.
forța fasciculului 3. Încărcați 1,0 kN prin controlul dimensiunii sale în contorul de putere bloc de IP.
4. Pentru a realiza citiri ID-ul și introduceți-le în jurnalul de măsurare.
5. Se determină indicațiile increment de identificare pentru fiecare Gage Δni și determină incrementarea corespunzătoare a tensiunilor normale prin formula
unde KID = 10-6 - preț unitate de măsură ID în unitățile de deformare relativă.
E = 2 • 105MPa - modulul lui Young pentru materialul de model (oțel).
6. Pentru toate punctele de măsurare pentru calculul tensiunilor normale, în conformitate cu formula:
unde a = 250 mm - lag forței P a polilor,
t = 4 mm, grosimea benzii;
B = 90 mm - înălțimea benzii în secțiune transversală fără concentrator de stres (sech „c“.)
r = 5 mm - raza concentratorului de stres (caneluri semicirculare) în «e» secțională
îndepărtarea gage de axa neutră a modelului în studiu - y (vezi Fig.6.).
7
10. Comutator sistem pentru rcilor aranjate într-o secțiune „e“ zone de concentrare de stres măsurare și face toate măsurătorile, definițiile, și construirea și că secțiunea transversală „s“, le de înregistrare în tabelul de măsurare.
11. Se determină factorul standard al concentrației de stres teoretic pentru datele de referință (Figura 3).
12. Se determină factorul de concentrare stres teoretic experimental prin formula:
unde
13. Comparați rezultatele și de a trage concluzii cu privire la natura distribuției tensiunilor în zona de locație de concentrare de stres și în afara ei.
14. Crearea unui raport cu privire la munca de laborator, în conformitate cu modelul stabilit.
15. Laboratorul de Protejare.
grup de studenți a terminat
A luat Borisov
Jurnalul măsurătorilor și prelucrării experimentale
1. Ceea ce se numește un concentrator de stres?
2. Ceea ce se numește concentrația de stres?
3. Care este baza fizică a apariției concentrației de stres?
4. Care este tensiunea nominală și modul în care acestea sunt determinate?
5. Care este tensiunea de funcționare și modul în care acestea sunt determinate?
6. Cum se evaluează numeric de concentrare de stres?
7. Ca redistribuit stresul normal într-o secțiune transversală de stres hub?
8. Cum sunt ecuațiile de echilibru static pentru secțiunile cu concentratoare de stres, și ce se întâmplă ca rezultat?
9. Care este diferența dintre starea de stres a materialului fără concentrator de stres și cu el?
10. În ceea ce puncte de concentrare de stres la o formă circulară este cele mai multe concentratoare?
11. Ceea ce este prezentat este un efect negativ (pozitiv) de concentrare de stres?
12. De ce concentratoare de stres sunt inevitabile în toate domeniile de tehnologie?