Rozkład naprężeń w tarczy prostokątnej z karbem

2. Cel i zakres ćwiczenia.
Na ćwiczeniu numer 1 badaliśmy rozkład naprężeń w tarczy prostokątnej z karbem. Teoretycznie omówiliśmy 4 przypadki rozkładu naprężeń:
Pręt z naciętym rowkiem- badanie naprężeń w przekroju osłabionym karbem,
Tarcza o danej szerokości i grubości z wywierconym pośrodku otworem o danej średnicy,
Tarcza o danej szerokości i grubości z wywierconą pośrodku elipsą o danych wymiarach,
Tarcza o danych wymiarach z niesymetrycznym wycięciem w postaci półkola o danym promieniu.
Ostatni przypadek badaliśmy doświadczalnie.
Badany był pomiar odkształceń ε xi w przekroju osłabionym karbem dla kilku obciążeń tarczy (zmienialiśmy wartości siły- od 200N do 1800N, zmiany co 200N) oraz odkształcenia wzdłużne i poprzeczne w przekroju wolnym od działania karbu. Wyniki ε xi przedstawione są w protokole dołączonym do sprawozdania. Efektem naszych pomiarów było:
Obliczenie naprężeń nominalnych σ 0 , σ 0 ' ,
Obliczenie wartości naprężeń na podstawie danych pomiarowych,
Wykonanie wykresów naprężeń nominalnych i doświadczalnych i porównanie tych wartości,
Wyznaczenie przybliżonych wartości współczynników spiętrzeń naprężeń w tych przekrojach.
Ćwiczenie wykonywaliśmy na stanowisku pomiarowym, którego schemat zamieszczony jest poniżej:
Gdzie:
1- tarcza osłabiona karbem,
2- zespół tensometrów oporowych,
3- układ realizujący obciążenie,
4- czujnik siły,
5- wielowymiarowy wzmacniacz tensometryczny,
6- jednostka sterująca i rejestrator.
3. Naprężenia nominalne σ 0 , σ 0 ' .
Naprężenia nominalne σ 0. Wzór ogólny: σ 0 = Gdzie: P- siła [N], b- długość tarczy równa 141mm = 0,141m; ρ- grubość tarczy równa 2mm = 0,002m.
b*ρ = 141*2 = 282*10 -6 σ 01 = = 0
σ 02 = = 0,71 [MPa]
σ 03 = = 1,42 [MPa]
σ 04 = = 2,13 [MPa]
σ 05 = = 2,84 [MPa]
σ 06 = = 3,55 [MPa]
σ 07 = = 4,26 [MPa]
σ 08 = = 4,96 [MPa]
σ 09 = = 5,67 [MPa]
σ 010 = = 6,38 [MPa]
Naprężenia nominalne σ 0 ' Wzór ogólny: σ 0 ' = σ r + σ g = + *y
U nas: y = 20,5 mm, ρ = 2 mm, r = 50 mm, b = 141 mm, e = 25 mm.
σ 01 ' = 0
σ 02 ' = + *0,025 = 1,03 [MPa]
σ 03 ' = + *0,025 = 2,05 [MPa]
σ 04 ' = + *0,025 = 3,08 [MPa]
σ 05 ' = + *0,025 = 4,11 [MPa]
σ 06 ' = + *0,025 = 5,13 [MPa]
σ 07 ' = + *0,025 = 6,16 [MPa]
σ 08 ' = + *0,025 = 7,17 [MPa]
σ 09 ' = + *0,025 = 8,21 [MPa]
... zobacz całą notatkę