Презентация по дисциплине "Техническая механика". Тема "Изгиб .

Тема: Влияние модуля упругости материала, момента инерции его поперечного сечения на деформацию образца при статических испытаниях на изгиб

Докладчики: Ильин Андрей, Саликов Андрей

студенты 2 курса, специальности 15.02.08

Руководитель: Савельева Л.Н.

Цель работы:

.

Экспериментальная проверка линейности связи деформации и нагрузки в пределах упругости материала при плоском изгибе балки. Определение числовых значений упругих постоянных (модуля упругости Е), физического смысла этих постоянных, сравнение полученных значений с теоретическими значениями.

Для достижения цели были решены следующие задачи:

- теоретически и экспериментально исследована взаимосвязь деформации образцов и нагрузки в пределах упругости материала при плоском изгибе балки с целью обеспечения и обоснования единого подхода к изучению процесса поперечного изгиба;

• исследованы и получены значения упругих постоянных материалов, характеризующих способность материала сопротивляться различным видам деформаций при воздействии на них внешних нагрузок;

- совершенствована экспериментальная база для исследования характеристик механических свойств в связи с развитием методов испытаний их автоматизацией, с применением программ для обработки экспериментальных данных.

Методы исследования:

• стандартные механические испытания образцов для определения механических характеристик различных сплавов на поперечный изгиб при статическом нагружении;

- статистическая обработка экспериментальных данных

Объекты исследования:

AlMgSi 0.5 F22 - алюминиевый сплав,

9 SMn 28 - автоматная сталь.

Лабораторные исследования

Универсальная установка WP 300

Универсальная установка 300

Установка образца на опоры и его нагружение

Схема нагружения, эпюры поперечных сил и изгибающего момента

Схема нагружения, эпюры поперечных сил и изгибающего момента

Поперечное сечение образцов прямоугольного типа

Допускаемые нагрузки для каждого образца

Материал

9SMn28

F max ;

Н/ мм 2

AlMgSi0.5F22

4,7 кН

1,4кН

Экспериментальные значения прогиба стального и алюминиевого образца при длине пролета 100, 200 и 300 мм

9SMn28

F max = 4,7 кН

L , мм

100

f , мм

200

0,4

AlMgSi0.5F22

300

F max = 1,4 кН

0,70

L , мм

f , мм

3,00

100

0,25

200

300

0,85

2,05

Диаграмма «нагрузка – деформация» стального образца при длине пролета 300мм

Диаграмма «нагрузка – деформация» стального образца при длине пролета 200мм

Диаграмма «нагрузка – деформация» стального образца при длине пролета 100мм

Полученные экспериментальные данные образцов и сравнение их с расчетными

9SMn28

F max = 4,7 кН

L , мм

100

f , мм

0,40

f расч., мм

200

300

0,08

0,70

Е, Н/мм 2

3,00

0,65

73,900

AlMgSi0.5F22

2,19

F max = 1,4 кН

172,100

L , мм

f , мм

193,700

100

0,25

200

f расч., мм

300

0,85

0,07

Е, Н/мм 2

2,05

20,300

0,59

1,98

47,700

66,700

Сравнение модуля упругости материала расчетного и представленного в справочной литературе (для пролета длиной 300 мм).

Материал

9SMn28

Е, Н/мм 2

AlMgSi0.5F22

193,700

Е справ ., Н/мм 2

210,000

66,700

69,000

Значения прогибов образцов из различных материалов для прямоугольного сечения образца, расположенного вертикально

f , мм

L , мм

100

9SMn28 ; F max = 4,7 кН

200

0,2

AlMgSi0.5F22; F max =1,4 кН

300

0,02

0,2

0,4

0,06

0,19

Диаграмма «нагрузка - деформация» стального образца при длине пролета 300мм

Диаграмма «нагрузка – деформация» стального образца при длине пролета 200мм

Диаграмма «нагрузка – деформация» стального образца при длине пролета 100

Значения упругой деформации устройства при испытании

9SMn28

F max = 4,7 кН

L , мм

100

f , мм

0,2

f расч ., мм

200

300

0,01

0,2

f в, мм

0 ,4

0,06

0,19

AlMgSi 0.5 F 22

0,20

F max = 1,4 кН

0,14

L , мм

f , мм

0,2

100

0,02

200

f расч., мм

300

0,06

0,01

f в, мм

0,19

0,01

0,05

0,18

0,01

0,01

Значения скорректированного прогиба образцов и модуля упругости Е

9SMn28

F max = 4,7 кН

L , мм

100

f , мм

f в, мм

200

0,40

0,19

300

0,70

f кор, мм

3,00

0,14

0,21

Е кор, Н/мм 2

0,2

121.400

0,56

AlMgSi0.5F22

L , мм

2,88

200,000

F max = 1,4 кН

209,600

100

f , мм

0,25

f в, мм

200

300

0,01

f кор, мм

0,85

Е кор, Н/мм 2

0,24

0,01

2,05

0,01

21,100

0,84

2,04

48,200

67,000

Модуль упругости справочный и полученный экспериментальным

путем при испытании образцов на изгиб

Материал

9SMn28

Е, Н/мм 2

AlMgSi0.5F22

209,600

Е справ ., Н/мм 2

210,000

67,000

69,000

Выводы:

1. Данные исследования и обобщения полученных результатов позволили проверить правильность требований, заложенных в нормативные документы для' обеспечения сопоставимости и воспроизводимости экспериментальных результатов, получить важный в практическом отношении материал, который подчеркивает преемственность и взаимосвязь с уже существующими стандартными методами испытаний по определению характеристик механических свойств металлопродукции.

2.Лабораторные исследования позволили приобрести практические навыки анализа результатов испытания материалов и определения основных показателей их механических свойств, изучить устройство и работу универсальной машины для испытания образцов материалов, проанализировать полученные данные свойств сплавов.

3.Результаты исследовательской работы войдут в практическое пособие для методических указаний к лабораторным работам, которые используются при чтении лекций по разделам дисциплины «Техническая механика», выполнении самостоятельных работ и лабораторного практикума.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!