strzałka cyfrowa.docx

(127 KB) Pobierz

Wyznaczanie modułu Young’a metodą strzałki ugięcia

1. Cel ćwiczenia:

 

Wyznaczenie modułu Younga dla stali, aluminium i mosiądzu metodą zginania płaskownika za pomocą pomiaru strzałki ugięcia.

2. Opis Teoretyczny

 

Pręt umocowany na końcach pod wpływem sił przyłożonych na jego końcach  ulega wygięciu.

 

W górnej warstwie pręta następuje rozciągnięcie, a w dolnej ściśnięcie materiału pręta. Cienka warstwa środkowa nie ulega ani ściskaniu ani rozciąganiu i tworzy warstwę "neutralną". Przy dostatecznie małym obciążeniu wydłużenia górnej warstwy i ściśnięcia dolnej podlegają prawu Hooke'a. Załóżmy, że pręt nieobciążony nie ulega ugięciu.

Strzałka ugięcia λ powstaje pod wpływem obciążenia zewnętrznego. Weźmy pod uwagę

element ΔV pręta odległy o x od jego środka. Przed obciążeniem powierzchnie przekroju pręta wycinające element ΔV są równoległe, po obciążeniu i ugięciu pręta tworzą kąt Δφ. Przez punkt A należący do płaszczyzny przekroju P2 i warstwy neutralnej W prowadzimy powierzchnię równoległą do powierzchni przekroju P1. Odległość między tymi płaszczyznami wynosi Δx.

W wyniku ugięcia warstwa W1 odległa o y od warstwy neutralnej W ulega wydłużeniu o Δφy.

3. Schemat urządzeń pomiarowych

 

4. Zakres: Obliczenia

a) pręt stalowy

b=b1+b22=39,85 [mm]

h=h1+h22=8,18 [mm]

Wy=bh26=39,85*8,1826=444,4mm3

Jy=bh312=39,855*8,18312=1817,6mm4

 

M=Pc [Nmm]

ΔM=ΔPc [Nmm]

σ=MWy [MPa]

Δσ=ΔMWy [MPa]

E=Ml28*J*f

∆E=Ml28*J*∆f

f=fs-fl+fp2

Δf=fi-fi+1

 

 


L.p.

P [N] 

∆P [N] 

M [Nmm] 

ΔM [Nmm] 

 σ [Nmm2] 

fs [mm]

fl[mm]

fp [mm]

f=fs-fl+fp2 [mm]

Δf [mm]

E [Nmm2]

ΔE [Nmm2]

1,000

2,845

3,125

11380,000

12500,000

25,608

0,364

0,188

0,188

0,176

0,1905

172737

180504

2,000

5,970

2,000

23880,000

8000,000

53,735

0,776

0,421

0,398

0,3665

0,117

174067

188094

3,000

7,970

1,000

31880,000

4000,000

71,737

1,032

0,564

0,533

0,4835

0,061

176148

180386

4,000

8,970

1,000

35880,000

4000,000

80,738

1,162

0,635

0,6

0,5445

0,0555

176040

198262

5,000

9,970

1,000

39880,000

4000,000

89,739

1,286

...
Zgłoś jeśli naruszono regulamin