2.18. Випробування сталевого циліндричного зразка на кручення

Мета роботи: вивчення поведінки матеріалу при крученні; визначення межі пропорційності Тпц, межі міцності tmax та модуля пружності G при зсуві.

Випробувальна машина та прилади

Випробування зразка на кручення виконують на машині АМ-1 (п. 1.3).

Для вимірювання кутів закручення зразка можуть використовуватись механічний та дзеркальний тензометри. У цій роботі користуються дзеркальним тензометром Мартенса (п. 1.8).

Зразок для випробувань

У роботі використовують стандартний циліндричний зразок (d =0,8 см, 1=10 см - розрахункова довжина). Модуль пружності першого роду матеріалу зразка E, коефіцієнт поперечної деформації (Пуассона) /и відомі. Зразок і

схема діючих на нього сил наведені на рис. 45.

Основні відомості з теорі

При крученні зразка в точках його перерізу виникають дотичні

напруження

де Мк пц - крутний момент, що відповідає межі пропорційності, на

розрахунковій довжині 1 зразка,

в - кут закручення зразка на довжині 1, G - модуль пружності матеріалу при зсуві. Отже

Наведені формули для в та G дійсні для крутних моментів Мк £ М к пц,

тобто коли матеріал зразка працює в пружній стадії. Послідовність виконання роботи

Перед випробуваннями вимірюють діаметр d зразка та розрахункову довжину. Зразок закріпляють в зачіпках машини і встановлюють на кінцях його розрахункової довжини дзеркальні тензометри А і В, як показано на рис. 46.

а в

Заносять в журнал лабораторної роботи вихідні дані d, і, L, Е, jd. Навантаження - крутний момент - прикладають однаковими частками ЛМк. Після кожного ступеня навантаження знімають відліки на дзеркальних

тензометрах A та B.

Згідно із законом Гука кути закручення Лв, що відповідають однаковим приростам крутного моменту ЛМк, будуть однакові. Граничне значення

момента, до якого дійсний закон Гука дає момент М к пц, що відповідає межі

пропорційності. Отже

Після досягнення М к пц тензометри знімають і продовжують

збільшувати навантаження. Межу міцності при зсуві знаходять за значенням момента М к max, що відповідає руйнуванню зразка:

max • Р

Для визначення модуля пружності при зсуві обчислюють середній приріст різниць показників тензометрів у межах пружної роботи матеріала зразка

де n - число ступенів навантаження до межі пропорційності.

За одержаними значеннями знаходять середній приріст кута закручення:

та модуль пружності при зсуві

Діаграму кручення будують в масштабі за відповідними точками (рис.

47).

Контрольні запитання

Яка мета лабораторної роботи?

Як визначають теоретичні дотичні напруження та кути закручення?

Де діють найбільші дотичні напруження в перерізі циліндричного стержня при його крученні?


Як працює машина АМ-1 ?

Який принцип роботи дзеркального тензометра Мартенса?

Чи пов'язані між собою значення модулів пружності Е та G ?


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я