Материал: 1063

3.Какие типы образцов используются при испытании на сжатие?

4.Как отличаются пределы текучести пластичных материалов (стали) при сжатии и растяжении?

5.Чем обусловлен выбор формы образцов для испытаний?

6.Чем отличается диаграмма сжатия хрупкого материала от пластичного?

7.Что происходит при сжатии с образцом из хрупкого материала?

8.Что происходит при сжатии с образцом из пластичного материала?

9.Как определить предел прочности при сжатии для пластичного материала?

10.Какой материал (хрупкий или пластичный) предпочтительнее использовать в элементах, работающих на сжатие?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТАИ№ 3 Испытание на сжатие анизотропногоД материала

Оборудование: испытательнаябАмашина ГРМ-1 (ЛКСМ-1К).

Цель работы: изучить процесс сжатия анизотропных материа-

лов. Определение коэффициента анизотропии.

Краткие теоретические сведения.

Анизотропные иматериалы – это материалы, свойства которых зависят от направлен я.

Самыми распространеннымиС анизотропными материалами являются древесина, фанера, стеклопластики и железобетон.

Кроме анизотропных материалов бывают еще и изотропные материалы, т.е. свойства которых не зависят от направления. К таким материалам относят сталь, природные и искусственные каменные материалы.

Анизотропные материалы неодинаково ведут себя при нагружении в различных плоскостях. Для исследования анизотропии обычно используют образцы из древесины, которые испытывают на сжатие.

При испытании древесины на сжатие используются короткие образцы в форме кубиков.

Испытания производят на специальных прессах. По мере роста сжимающей силы продольный размер образца уменьшается, поперечные – увеличиваются. Поведение и свойства материала характеризуются диаграммой сжатия (рис. 8).

16

Кроме диаграммы сжатия анизотропные материалы характеризуются коэффициентом анизотропии, вычисляемый по формуле

где σ0 – предел прочности при нагружении вдоль волокон;

σ90 – предел прочности при нагружении поперек волокон. Коэффициент анизотропии показывает, во сколько раз прочность

материала в одном направлении больше (или меньше), чем в другом направлении.

а

3. Образцы из древесины устанавливают в ГРМ-1 (ЛКСМ-1К), чтобы сила действовала вдоль волокон, и производят нагружение со скоростью 0,5 мм/сек до разрушения. Затем устанавливают идентичный образец так, чтобы сила действовала поперек волокон, и производят повторное нагружение до разрушения.

4. Со шкалы снимают показания максимальных нагрузок Fu0 (при наружении вдоль волокон) и Fu90 (при наружении поперек волокон) и наносят ее на диаграммы сжатия образцов, которые строятся самописцем ГРМ-1 (ЛКСМ-1К).

5. Вычисляют масштаб диаграмм: линейкой измеряют максимальную высоту диаграммы, которая соответствует максимальной нагрузке Fu и определяют величину нагрузки на 1 мм высоты

17

диаграммы (при испытании на ЛКСМ-1К данный пункт выполнять не требуется ввиду того, что оборудование позволяет сразу определять значение нагрузки в произвольной точке диаграммы).

6.Определяют предел прочности при нагружении вдоль волокон

σ0 = F u0 /А0.

7.Определяют предел прочности при нагружении поперек воло-

кон σ90 = F u90 /А90.

8.Определяют коэффициент анизотропии по формуле (5).

Контрольные вопросы и задания

1. Какие материалы называются анизотропными?

Определение л нейных угловых перемещений в статически определимой балке при изгибе

Цель работы: экспериментальное и теоретическое определение перемещений при изгибе.

Оборудование: Установка СМ-4.

Краткие теоретические сведения.

Для элементов конструкций и механизмов расчет перемещений (линейных и угловых) во многих случаях является не менее важным, чем расчет на прочность. Особенное значение это имеет в тех случаях, когда конструктивные элементы являются сопрягаемыми: чрезмерные деформации судового корпуса могут привести к нарушению герметичности люков, значительные прогибы валов редуктора – к недопустимым перекосам зубчатых зацеплений, большие прогибы пере-

18

крытий здания – к нарушению нормальной работы расположенного на них оборудования.

Теория расчета балок на изгиб основывается на ряде допущений, которые приводят к существенному упрощению расчетных формул при сохранении достаточной точности результатов, а именно [3, 4, 5]:

– линейные перемещения малы по сравнению с длинами проле-

тов;

– перемещения вдоль продольной оси балки пренебрежимо малы;

– справедлива гипотеза плоских сечений (и ряд других). Деформация балки при изгибе характеризуется для каждого се-

чения линейными и угловыми перемещениями: прогибом f и углом

поворота ϕ.

Экспериментальное определение перемещений производят на установке СМ-4 (рис. 9), которая представляет собой металлическую балку прямоугольного сечения на двух опорах. Обе опоры могут перемещаться, что позволяет моделировать как обычную пролетную балку (с опорами на концах), так и балку с одной или двумя консоля-

Рис. 9. Установка СМ-4:

а– схема установки; б – поперечное сечение балки;

в– общий вид

19

20