Материал: 1334

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

5

1650

 

1,5

0,5

1,25

0,25

0,375

1,375

 

1,375

 

 

6

2050

 

2,0

0,5

2,0

0,75

0,625

2,0

 

2,0

 

 

7

2450

 

4,0

2,0

4,0

2,0

2,0

4,0

 

4,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

2850

 

10,0

6,0

9,5

5,5

5,75

9,75

 

9,75

 

 

9

3250

 

14,0

4,0

14,0

4,5

4,25

14,0

 

14,0

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

3650

 

30,0

16,0

30,0

16,0

16,0

30

 

30,0

 

 

 

По результатам испытаний строят графики зависимости нагруз-

 

ка – деформац

пр ращений деформаций на ступень.

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

4.

АВывод по результатам испытания

 

 

В ходе лабораторной работы было исследовано напряженно -

деформированное состояние опытного образца гвоздевого соединения

и определена его несущая способность.

И

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие деформации испытывают элементы гвоздевого соединения под нагрузкой?

2.Как влияет реологическое свойство древесины на несущую способность гвоздевого соединения?

3.От чего зависит и как определяется расчетная несущая способность гвоздевого соединения?

4.Какие параметры определяют из опыта для оценки надежности гвоздевого соединения?

5.Как влияет продолжительность нагружения на несущую способность

26

гвоздевого соединения?

6.По каким контрольным параметрам оценивают надежность гвоздевых соединений?

7.Как определяют предел упругой работы и разрушающее усилие гвоздевого соединения?

8.Назовите три условия, по которым оценивается надежность гвоздевых

СибАДИсоединений?

9. Как определяют реальную расчетную несущую способность гвоздевого соед нен я, если условия надежности не выполняются?

10. Дайте счерпывающий анализ надежности гвоздевого соединения по результатам спытания образца.

Ла ораторная работа №4

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МОДЕЛЕЙ ПАНЕЛЕЙ ИЗ ДЕРЕВЯННОГО КАРКАСА И ФАНЕРНЫХ ОБШИВОК

Цель работы

Исследовать на модели напряженно - деформированное состояние трехслойной плиты со сплошным средним слоем и обшивками, оценить результаты расчета и опыта.

Задачи работы

1. Построить эпюры усилий М и Q от испытательной нагрузки, на основании которых сделать прогноз о видах напряженно – деформированного состояния плиты в целом и каждого ее элемента.

2. Вычислить расчетную несущую способность плиты по предельным состояниям 1-й группы.

3. Вычислить теоретически величины нормальных касательных напряжений в элементах плиты, а также прогиб посередине от испытательной нагрузки.

4.Определить экспериментально все параметры по п.3 от той же нагрузки, данные расчета и опыта сравнить.

5.Построить графики экспериментальных и теоретических зависимостей исследуемых параметров от нагрузки.

27

6.Сформулировать выводы по результатам проведенных исследований трехслойной плиты.

 

Техническое обеспечение

 

1.

Модель трехслойной плиты.

 

2.

Индикаторы часового типа с ценой деления 0,001 мм – четыре, с

С

 

 

ценой деления 0,01 мм – четыре.

3.

Детали оснастки для крепления приборов и нагружения плиты.

4.

Учебные плакаты.

 

КонструкцияПо класс ф кац трехслойных плит опытный образец отно-

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1.

модели трехслойной плиты и

 

ребер

 

напряженно – деформированное состояние ее элементов

сится к IV т пу [1, с. 225], т.е. к плитам из обшивок и сплошного

среднего слоя

А

ез продольных

(рис.12,а). Обшивка верхняя и

нижняя выполнены из водостойкой березовой фанеры с продольными

расположением волокон, средний

слой – из пенополистерола. Слои

между собой соединены с помощью водостойкого клея.

Д И

28

Рис. 1. Испытательная схема плиты: а – схема нагружения и геометрия плиты; б – статическая схема и эпюры усилий; в – эпюры деформаций и напряжений в поперечном сечении.

При поперечном изгибе плит такого типа нормальные напряжения σ воспринимаются в основном обшивками, а касательные τ – средним слоем. Эпюры распределения этих напряжений по высоте

Споперечного сечения в расчетах принимаются такими, как показано на рис.12,в, т.е. упрощенными. Допустимость вышесказанного можно оцен ть путем сравнения результатов расчета и опыта.

тат ческая схема приложения испытательной нагрузки показана на р с.12,б, там же приведены соответствующие эпюры поперечных с л Q зг бающих моментов М. Следует обратить внимание на то, что аналог чные статические схемы неоднократно применялись лабораторных спытаниях других моделей, таких, например, как

сдвиг. В результатеизгибпоявляется возможность исследовать и оценить напряженно – деформированноеАсостояние для каждого из этих видов деформаций.

железобетонная, дощатая клееная деревянная балка и др. Это объяс-

няется тем, что при такой схеме в одной балке четко выделяются уча-

при

, поперечный изгиб и чистый

стки, спытывающ е чистый

2. Определение расчетной несущей способность плиты

из возможных предельных состоянийДв отдельности, вычислить соответствующие им расчетные нагрузки Рсоотв и из всех полученных значений принять наименьшее.

Расчетная несущая способность плиты – это та минимальная нагрузка, при которой реализуется одно из возможных предельных состояний. Следовательно, для того, чтобы определить расчетную несущую способность, надо рассмотреть условия прочности по каждому

Предварительно проверяют соотношение между упругими характеристиками материалов плиты [1, (VI.6)].

И

(1)

где Еф и µф – соответственно модуль упругости и коэффициент Пуассона материала обшивок; G – модуль сдвига среднего слоя из полистирольного пенопласта (табл.5).

Если условие (1) соблюдено, то расчет можно продолжить.

29

Геометрические характеристики поперечного сечения плиты, строго говоря, должны вычисляться, как для комплексной конструкции. Однако, как видно из табл. 5, упругие свойства материала среднего слоя на несколько порядков меньше, чем обшивок, поэтому при вычислении приведенных геометрических характеристик влиянием среднего слоя можно пренебречь. Учитывая только жесткость обшивок, получим следующие выражения для момента инерции Iz и мо-

мента сопрот влен

я всего сечения Wz:

;

(2)

 

 

 

 

 

.

 

(3)

Рассмотр м основные возможные предельные состояния и для

С

 

 

 

каждого

з н х определим расчетную несущую способность плиты.

1.

Услов е прочности фанерных обшивок по нормальным

 

 

б

 

 

напряжен ям при

зг е

 

 

 

 

 

,

(4)

изгде Rф – на меньшее расчетных сопротивлений фанеры верх-

ней обш вки на сжат е или нижней на растяжение вдоль волокон

 

(см.табл.1).

А

 

 

 

 

Подставив значение Mmax = Pl/6, получим:

(5)

 

 

.

 

2. Под действием поперечной силы Qmax возможно скалывание фанерных обшивок в плоскости листа по собственному клеевому шву между шпонами, условие прочности при этом

 

 

.

(6)

С учетом Qmax = P/2 получим

 

 

 

.

(7)

3.

Средний слой из полистирольного пенопласта рассчиты-

 

 

Д

 

вают по так называемой 3-й теории прочности, которая выражается

условием

 

 

 

 

 

,

(8)

где σ и τ – нормальные и касательные напряжения в расчетной

точке среднего слоя; R – наименьшее из расчетныхИсопротивлений

полистирола на растяжение или сжатие (см.табл.5).

 

Согласно упрощенным эпюрам напряжений в среднем слое (см.

рис.12, в), имеет место σ = 0;

, тогда

 

 

 

.

(9)

30