Лабораторная работа: Определение напряжений в элементах конструкций электротензометрированием

Отчет по лабораторной работе «Определение напряжений в элементах конструкций электротензометрированием»

Цель работы: изучение методики и экспериментальное определение напряжений в элементах конструкций электротензометрированием; сравнение расчетных и экспериментальных значений напряжений.

Экспериментальное определение напряжений проводится при создании, сдаче в эксплуатацию или после определенного срока работы ответственных конструкций с целью оценки их прочности. Устройства, преобразующие механические величины в электрические, называются датчиками (деформации -(тензорезистор), линейных или угловых перемещений, давлений, усилий, скоростей, ускорений).

Тензорезистор (рис. 9.4) представляет собой плоскую петлеобразную спираль 1 из тонкой (0,01...0,03 мм) константановой (60 % меди и 40 % никеля) проволоки, вклеенной между двумя слоями рисовой бумаги 2. Рабочий тензорезистор наклеивается (клей БФ) на деталь и при ее нагружении деформируется совместно. При статическом нагружении рабочие тензорезисторы подключаются к измерителю деформации (цифровому) ИДЦ, электрическая схема которого (рис. 9.5) представляет собой высокочувстви-тельный измерительный четырехплечий мост Ч.Уитстона(1844).

Рис. 9.5. Электрическая схема ИДЦ

Постановка работы. На экспериментальной установке (рис. 9.6) проведены испытания ЭК в виде стальной (Е = 2 * 10⁵ МПа; µ = 0,3) трубы ( D = 60 мм; d = 54 мм; L = 360 мм; l = 300 мм) при плоском изгибе, кручении и совместном изгибе с кручением с записью (табл. 9.3) ступеней рабочей нагрузки Р и показаний т измерителя деформаций цифрового ИДЦ (цена деления β= 10^-5 1/дел.).

Рис. 9.6. Схема экспериментальной установки: 1- элемент конструкции; 2 - опора; 3 - коромысло; 4, 5 - грузы; 6 -блок; 7-прямоугольная розетка тензорезисторов; I, II, III - рабочие тензорезисторы

№ступени нагружения	Р, кН	ΔР, кН	Изгиб		Кручение		Изгиб с кручением
			m1	Δ m1	m11	Δ m11	m1	Δ m1	m11	Δ m11	m111	Δ m111
0	0.9	-	23	-	25	-	22	-	20	-	-7	-
1	1.8	0.9	45	22	49	24	45	23	39	19	-14	-7
2	2.7	0.9	67	22	74	25	67	22	61	22	-22	-8
3	3.6	0.9	89	22	99	25	89	22	81	20	-28	-6
4	4.5	0.9	113	24	124	25	111	22	100	19	-34	-6
Δ Pср=0,9		Δ m1 ср =22,5		Δ m1 1ср =24,75		Δ m1 ср =22,25		Δ m1 1ср =20		Δ m1 11ср =-6,75

Требуется: определить расчетные и экспериментальные значения напряжений; вычислить отклонения расчетных от экспериментальных напряжений.

Проводим обработку экспериментальных данных табл. 9.3 и определяем

средние значения приращений нагрузки Δ P ср =∑ΔР/4 и показаний ИДЦ:

Δ m _ср =∑Δm/4.

В дальнейшем все расчеты проводятся для одной ступени нагружения.

Опыт № 1. Определение напряжений при изгибе элемента конструкции

1. Вычисляем расчетное приращение напряжений в точке А при изгибе:

Δσ =

2. Рабочий тензорезистор I наклеен по направлению главной деформации Δε₁ , и находится в условиях линейного напряженного состояния. Определяем экспериментальные приращения главной деформации и главного напряжения:

Δε_1э =Δ_1ср β=22,2*10^-5 ; Δσ_э =EΔε_1э =2*10^-5 =45 Мпа

3. Находим отклонение расчетных от эксперементальных напряжений:

δ=*100%=44,4*45/45*100%= -1,33

4. Для оценки прочности элемента конструкции определяем экспериментальное значение напряжений при максимальной нагрузке:

_max σ_э = Δσ_э P_max /ΔP=45*4.5/0.9=255МПа

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--