Материал: Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований
III. Проведение испытания и обработка результатов
1.Открыть программу WaveMatrix, выбрать пункт «Ис-
пытание», задать имя проекта «Пропорциональное растяже-
ние с кручением – испытание» и место расположения результатов эксперимента.
2.Из списка доступных методов выбрать созданный ранее метод испытания «Лабораторный практикум. Пропорциональное растяжение с кручением».
3.Нажать на панели инструментов кнопку «Выполнить»,
впоявившемся окне предупреждения о начале испытания нажать «Ok», после чего подвижный захват начнет движение. При необходимости остановка эксперимента нажать кнопку «Закон-
чить испытание».
4.После завершения эксперимента все данные сохраняются в указанной ранее директории. Посредством программ Excel, MathCAD и других обработать полученные экспериментальные данные. Для расчета касательных напряжений использовать формулу (5.4).
Выполнив испытания для |
всех параметров, указанных |
в табл. 5.5, построить семейство |
диаграмм деформирования |
в координатах осевое напряжение – осевая деформация и касательное напряжение – сдвиговая деформация в зависимости от коэффициента пропорциональности для каждого испытания. Для проверки выполнения гипотезы о единой кривой деформирования для каждого выполненного испытания рассчитать интенсивность напряжений и интенсивность деформаций, используя формулы:
σ |
|
= |
|
1 |
|
(σ |
− σ |
|
) + (σ |
− |
σ |
|
) + (σ |
|
− σ |
|
) + |
6(τ2 |
+ τ2 |
|
+ τ2 |
|
) , |
(5.9) |
||||||||
и |
|
|
2 |
3 |
2 |
3 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
13 |
23 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ε |
|
|
= |
|
2 |
|
(ε |
− ε |
|
) + (ε |
− ε |
|
) |
+ (ε |
|
− ε |
|
) + |
3 |
(γ2 + γ2 |
+ γ2 |
). |
(5.10) |
|||||||||
и |
|
|
|
2 |
3 |
2 |
3 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
3 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
12 |
13 |
|
23 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
131
Для всех испытаний построить диаграммы деформиро-
вания в координатах интенсивность напряжений – интен-
сивность деформаций и сделать вывод о справедливости или несправедливости гипотезы единой кривой для изучаемого материала.
5.4.АНАЛИЗ ПОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ
ВОБЛАСТИ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ
Цель работы
Знакомство со способом анализа поля деформаций в области концентрации напряжении методом корреляции цифровых изображений.
Объект исследования
Модельные образцы в виде пластин толщиной h = 3 мм с проточкой, ориентированной относительно горизонтали на угол α (15, 30, 45, 60, 90°). Эскиз образца представлен на рис. 5.10. Образцы выполнены из органического прозрачного листового стекла (полиметилметакрилат).
|
Таблица 5 . 7 |
|
Размеры образцов с проточкой |
|
|
|
|
|
Длина образца L, мм |
|
110,0 |
Длина рабочей части lраб, мм |
|
50,0 |
Длина проточки lп, мм |
|
8,0 |
Длина захватной части lз, мм |
|
50,0 |
Ширина образца a, мм |
|
50,0 |
Диаметр скругления проточки d, мм |
|
3,0 |
Толщина образца h, мм |
|
3,0 |
Испытательное оборудование
Одноосное растяжение пластин осуществляется на испытательной машине совместно с использованием цифровой оптичес-
132
Рис. 5.10. Образец в виде пластины с проточкой
кой системы анализа полей перемещений и деформаций Vic-3D. Схематически эксперимент представлен на рис. 5.11.
Содержание работы
Эксперимент с использованием цифровой оптической системы включает в себя три основных этапа:
1)предварительная подготовка аппаратуры и образцов,
2)проведение испытаний с видеофиксацией,
3)обработка полученных результатов.
133
Рис. 5.11. Схема проведения испытания на испытательной машине совместно с цифровой оптической системой:
1– испытательная машина, 2 – образец, установленный
взахваты, 3 – контроллер, 4 – ПК, с которого производится управление машиной, 5 – блок синхронизации, 6 – ПК, с которого
производится управление видеосистемой, 7 – WireFire, 8 – камеры, установленные на штативе, 9 – система подсветки
I. Подготовка к работе аппаратуры и образцов
На поверхность образцов необходимо нанести контрастную мелкодисперсную окраску с помощью белой и черной матовой аэрозольной краски. Для этого сначала наносится белая матовая основа на поверхность образцов, после чего наносится совокупность черных точек. На рис. 5.12 схематично представлен процесс подготовки поверхности образцов перед проведением эксперимента.
На рис. 5.13 приведена фотография поверхности образца. Случайные черные точки должны располагаться по возможности равномерно по всей исследуемой поверхности. Не рекомен-
134
дуется попадание слишком крупных капель или подтеков краски, так как это может снизить точность вычислений. Далее образец устанавливается в захваты испытательной машины.
Две камеры устанавливаются на жесткую раму для исключения движения одной камеры относительно другой, рама крепится к штативу для того, чтобы зафиксировать камеры на необходимой высоте. В качестве источника освещения используются лампы дневного света (рис. 5.14).
Рис. 5.12. Этапы подготовки образцов перед испытанием
Рис. 5.13. Поверхность образца, подготовленная для испытания с использованием цифровой оптической системы Vic-3D
135