Опыт №2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ТОНКОСТЕННОГО ВАЛА ПРИ ИЗГИБЕ С КРУЧЕНИЕМ

1. Цель опыта

1. Ознакомиться с методикой экспериментального исследования напряженного и деформированного состояния вала при изгибе с кручением методом электротензометрии.

2. Определить главные напряжения и положения главных площадок при изгибе с кручением.

3. Определить величину и направление наибольших касательных напряжений.

4. Определить величины крутящего и изгибающего моментов, действующих на вал, по данным тензометрии.

2. Схема установки

Установка состоит из основания 1, на котором жестко с одного конца закреплен вал 2. Второй конец вала опирается на опору 3. Нагружение вала осуществляется с помощью рычага 4 и винтового устройства 5. При расположении опоры 3 под рычагом 4 вал нагружается только крутящим моментом. Поместив опору 3 на середине вала (на рисунке показано пунктиром), получим нагружение вала изгибом с кручением. Возникающие при нагружении деформации на наружной поверхности вала измеряют с помощью розетки тензорезисторов 6 и регистрирующего тензоприбора.

3. Схема размещения тензорезисторов и схема напряжённого состояния.

4. Исходные данные

Кg=2 10^-6– цена единицы дискретности прибора;

наружный диаметр вала D = 0,087 м;

внутренний диаметр вала d = 0,079 м;

модуль Юнга E = 2 10⁵ МПа;

модуль сдвига G = 0,8 10⁵ МПа;

коэффициент Пуассона .

5. Результаты измерений

№ измерения	Показания измерителя деформации для 3 тензорезисторов
	nІ	∆nІ	nІІ	∆nІІ	nІІІ	∆nІІІ
	начальное				-52		-2
конечное
	начальное				-58		-3
конечное
	начальное				-56		-4
конечное
		-55,3
∆εj=∆njср Кg	εІ = 2•10-6	εІІ = -110,6•10-6	εІІІ = -6•10-6

6. Расчётные формулы

Величина и направление главных деформаций:

Главные напряжения:

Нормальные и касательные напряжения в поперечном сечении:

Величина и направление наибольших касательных напряжений:

Изгибающий и крутящий моменты в поперечном сечении:

где .

7. Результаты расчётов

Величина и направление главных деформаций:

 

 

ε₁ = 106.67•10^-6 ε₂ = - 110.67•10^-6

tg2 -28.15

Главные напряжения:

 

 

Нормальные и касательные напряжения в поперечном сечении:

 

Величина и направление наибольших касательных напряжений:

 

 

Изгибающий и крутящий моменты в поперечном сечении:

 

8. Выводы: Познакомились с системой расчёта вала на изгиб с кручением.