Лабораторные работы по технической механике
Лабораторная работа №1.
Испытание материалов на растяжение
Цель работы:
|
1.
Изучить поведение
материала при растяжении до разрушения.
2.
Получить диаграмму
растяжения, установить механические характеристики материала образца, предел
прочности, предел текучести, остаточное относительное удлинение при разрыве.
|
Оборудование:
|
1.
Разрывная машина РМП –
100
2.
Набор образцов
3.
Штангель-циркуль
|
Порядок
выполнения работы
1.
Образец укрепить в
захватах машины.
2.
Штангель-циркулем измерить
длину образца.
3.
Включить машину.
4.
В процессе испытания
образца записывать показания приборов, измеряющих величину силы нагружения и
удлинения образца.
5.
В момент разрыва образца
выключить машину.
6.
Измерить длину образца
после разрыва и диаметр в месте сужения.
7.
Данные наблюдений и
измерений записать в таблицу.
8.
Построить диаграмму
растяжения.
Размер образцов.
Материал
|
Начальный диаметр мм.
|
Начальная длина мм.
|
Площадь сечения мм. А
|
Сталь
Алюминий
|
0,5
1,6
|
130
150
|
0,19
2,01 мм2
|
Расчетные формулы:
1.
Площадь поперечного
сечения А0 = Пd2 /4;
2.
Предел прочности: δпл
= Fпл. /A0. Где Fпл. – нагрузка, соответствующая пределу прочности.
3.
Предел текучести:δT = Fт/A0. Где Fт -
нагрузка, соответствующая пределу текучести.
4.
Относительное удлинение: ξ=
(L-L0 /L)*100%
Таблица результатов.
№
|
Материал
образца
|
Нагрузка
при текучести
|
Нагрузка
при разрыве.
|
Абсолютное
удлинение.
|
Предел
текучести.
|
Предел
прочности
|
Относительное
удлинение.
|
1
2
|
Сталь
Алюминий
|
180
360
|
200
380
|
8
9
|
947
179
|
1052
189
|
6,2
6
|
5.
Диаграмма растяжения:
Вывод с предельной работы.
Вывод:
диаграмма растяжения (зависимость напряжения от абсолютного удлинения)
показывает, что стальной образец прочнее чем алюминиевый. Можно наблюдать в
разрывной машине пределы прочности и текучести для испытуемых материалов.
Лабораторная работа №2.
Тема:
испытание материала на сжатие.
Цель: определить
предел прочности дерева поперек и вдоль волокон.
Таблица измерения.
Размер образца.
|
Вдоль волокон.
|
Поперек волокон.
|
h
|
12 мм
|
13 мм
|
b
|
11
|
15
|
δ
|
11
|
11
|
A
|
121 мм2
|
165 мм2
|
Пусть:
Р=20 кг/см2
F=PAпорш d
Aпорш = π Dn2 /4=3.14*402 /4=12.56см2
F=20*12.56*10=2512H
Для Р=5кг/см2
δ = F/A =
|
2512/121
628/165
|
Таблица испытаний.
Вид испытаний
|
Давление по манометру
|
Разрушающая сила
|
Предел прочности
|
Вдоль волокон
|
20
|
2512Н
|
20,8МПа
|
Поперек волокон
|
5
|
628Н
|
3,8МПа
|
Расчетные формулы:
1.
Площадь сечения образца
А=b*δ
2.
Разрушающая сила Fmax = Р*Аn *10 (Н)
3.
Площадь поршня An
=πD2/4
4.
Предел прочности δb=Fmax /A
Вывод: Предел
прочности для образца поперек волокон составляет 3,8МПа, а вдоль 20,8МПа. Вид
дерева можно узнать по табличному значению 12,3МПа.
Лабораторная работа №3.
Тема:
Испытание материала на срез.
Цель:
Определить предел прочности на срез различных материалов.
1.
Схема приспособления
для испытания на двойной срез.
Данные об образцах
|
№1 Круглый образец
|
№2 Плоский образец
|
№3 Плоский образец
|
Примечание
|
Материал
|
Al
|
Al
|
Сталь
|
|
Диаметр
|
1,5 мм
|
−
|
−
|
|
Площадь среза
|
3,53 мм2
|
47,1 мм2
|
15,7 мм2
|
|
Толщина плоского образца
|
−
|
1,5 мм
|
0,5 мм
|
|
Таблица испытаний.
№ образца материала
|
Р манометра
|
Срывающая сила
|
Предел прочности
|
№1
|
3
|
377
|
106,9МПа
|
№2
|
18
|
2261
|
48 МПа
|
№3
|
34
|
4270
|
272 МПа
|
Схема гидравлического пресса.
Вывод:
характеристика материала допускаемой касательного напряжения при срезе, по
результатам двух опытов для Al = 77.4МПа, Стали = 272МПа.
Лабораторная работа № 4.
Тема: Испытание
материалов на кручение.
Цель:
Определить модуль сдвига материалов образца опытным путем.
d
= 6 mm
L
= 1130 mm
R
= 33 mm
D
= 100 mm
Таблица наблюдений и вычислений.
№
|
Нагрузка
|
Крутящий момент
|
Дуга поворота
|
Угол закручивания
|
Модуль сдвига
|
1
|
1
|
100
|
0,4
|
0,012
|
740*104 МПа
|
2
|
2
|
200
|
0,75
|
0,022
|
8,08*104 МПа
|
3
|
3
|
300
|
1,1
|
0,033
|
8,08*104 МПа
|
Ма=F*d
Dδ=100мм
Jp=127.17
мм4
G=8.885
H/мм3
Вывод: Материал
стержня – легированная сталь с модулем сдвига 7,85*104 МПа
Лабораторная работа № 5.
Тема:
Испытание винтовой цилиндрической пружины.
Схема, эскиз, размеры пружины.
D=DH
–d,
|
D – средний диаметр пружины
DH –
наружный диаметр
d
– диаметр проволоки
|
F=kx
δ=εF
ε=ΔL/L
|
ε – относительное удлинение
E – модуль продольной упругости материала
|
λт=9FD3n/Gd4 средний
диаметр пружины
D=42
мм
G=8*104МПа
N=7
№
|
Нагрузка
|
Практическая осадка
|
Теоретическая осадка
|
Отклонение
|
1
|
4,5
|
0,9
|
0,909
|
0,9%
|
2
|
9
|
1,8
|
1,818
|
0,9%
|
3
|
13,5
|
2,7
|
2,727
|
0,9%
|
Страницы: 1, 2
|