С реальной скидкой беларус 320 по низким ценам.
Начертательная геометрия Сопромат. Расчеты при выполнении курсового задания Техническая механика Лабораторные работы по сопротивлению материалов На главную

Лабораторные работы по сопротивлению материалов

Испытание на кручение образца из малоуглеродистой стали

Ц е л ь р а б о т ы: определение модуля упругости второго рода (модуля сдвига), изучение процесса разрушения и определение механических характеристик стали и чугуна при кручении.

Т е о р е т и ч е с к а я ч а с т ь р а б о т ы. В инженерной практике на кручение работают валы машин, витые пружины и др. При кручении круглого и кольцевого стержня возникает деформация чистого сдвига. При этом максимальные касательные напряжения  возникают в поверхностном слое стержня в поперечных и продольных направлениях, а главные нормальные напряжения  лежат в плоскости, касательной к поверхности стержня, и направлены под углом =45° к его образующей (см. рис. 2.10.).

В процессе закручивания стандартных образцов получают диаграммы в координатах крутящий момент  - угол закручивания .

При испытании стального образца (рис. 2.8, а) при увеличении крутящего момента от нуля до некоторой величины  сохраняется прямая пропорциональная зависимость между величиной угла закручивания и крутящим моментом , т.е. в этом интервале справедлив закон Гука при сдвиге , и угловую деформацию образца определяют по формуле 

  . (2.14)

  а) б)

Рис. 2.8. Диаграммы кручения образцов: а) малоуглеродистая 

  сталь; б) чугун

Из этой формулы получают опытное значение модуля сдвига

  (2.15)

Теоретическое значение модуля сдвига вычисляют, используя справочные данные, по известной формуле

  (2.16) 

 где   и  - табличные значения модуля продольной упругости и коэффициента Пуассона для материала образца, соответственно.

Предел пропорциональности при кручении

  (2.17) где   - полярный момент сопротивления поперечного сечения стержня с расчетным диаметром .

При этом касательные напряжения в сечении распределяются по линейному закону (рис.2.9, а). Дальнейшее нагружение образца приводит к нарушению прямой пропорциональности (рис. 2.8, а), и диаграмма переходит в пологую кривую, т. е. в материале образца развиваются пластические деформации сначала в поверхностном слое при напряжениях, равных пределу текучести , а при дальнейшем деформировании эта зона достигает глубоких слоев, образуя кольцевую зону пластического деформирования. В центральной части сечения напряжения будут ниже , т. е. там остается упругая зона (рис. 2.9, б).

В качестве предела текучести  условно принимают напряжения, при которых в образце появляются остаточные угловые деформации =0,003 рад, т. е.

 . (2.18)

В пределе пластическая зона заполнит все сечение (рис. 2.9, в), несущая способность материала будет исчерпана и напряжения во всех точках сечения будут равны пределу текучести.

  а) б) в)

Рис. 2.9. Эпюры касательных напряжений при кручении

а) упругая стадия; б) стадия пластического деформирования;

 в) стадия разрушения; 1 – упругая зона; 2 – пластическая зона


Задания на выполнение курсовых работ по сопротивлению материалов