Исследование зависимости между нагрузкой и прогибом металлического стержня с упругопластическими свойствами

Тема моей дипломной работы состоит в исследовании зависимости между нагрузкой и прогибом металлического стержня с упругопластическими свойствами.

Для нахождения одного из основных свойств материала нашей конструкции – модуля упругости, мы испытывали образец на « Универсальной испытательной машине ».

Рисунок 1.1-Универсальная испытательная машина «ZDMU-30t»

Рисунок 3.2-Универсальная установка на растяжение- сжатие

На данной установке мы, подвергая образец растяжению, получили полную диаграмму зависимости «напряжение- относительная деформация на растяжение».

Рисунок 3.3- Диаграмма зависимости «напряжение- относительная деформация на растяжение»

Рисунок 3.4- Опытные образцы после испытания.

Описание установки:

Экспериментальная установка состоит :

1) Силовой стенд с механическим нагружающим устройством в виде винтовых тяг, приводящих в движение электромотором через систему редукторов. Максимальное усилие, создаваемое силовым стендом  10 Тонн. Скорость перемещения нагружаемого устройства 0.2 мм/сек., что позволит считать нагружение статическим.(рисунок 3.5)

2) Стенд дополнительно оборудован жестко- соединенной инвентарной стойкой имитирующей опору консольной формы.(рисунок 3.6)

3) Силоизмерительное устройство в виде динамометра, работающего на растяжение с диапазоном до 1Тонны. (ДПУ 05-2)(рисунок 3.7)

Рисунок 3.5-Общий вид испытательного стенда

Рисунок 3.6- Жестко - соединенная инвентарная стойка

Рисунок 3.7- Динамометр (ДПУ 05-2)

Усилие на испытуемый объект прикладывается через динамометр с помощью металлических тяг. Во время исследований производилось измерение перемещений узлов фермы (линейные и угловые). Измерение линейных перемещений производилось с помощью индикаторов часового типа ИЧ-10, установленных на независимой опоре и измеряющим по двум взаимо- перпендикулярным направлениям. Для измерения углов поворота узлов применялись угломеры ,состоящие из двух индикаторов ИЧ-10, закрепленных на базе 100 мм (рисунок 8).

Рисунок 3.8 - Индикаторы часового типа ИЧ-10

Методика проведения эксперимента:

Проведение эксперимента из трех этапов :

1) Подготовительный. Во время этого этапа проводилась установка опытного образца в проектное положение с контролем вертикальности плоскости деформирования, горизонтальности его поясов, соосности узла и направления

приложения силы.

Проверялась жесткость закрепления опытного образца, присоединялись тяги, соединяющие динамометр с узлом, к которому прикладывалась внешняя нагрузка. На установленный образец производилось крепление планок угломеров. После установки баз угломеров производилось размещение индикаторов часового типа для прогибомеров и угломеров. Произвелось определение начальных параметров всех приборов, с фиксацией их значений в отчете.(рисунок 3.9)

Рисунок 3.9 - Общий вид испытательной установки

2) Эксперимент.

Проводился в виде отдельных этапов отличающихся друг от друга возрастанием перемещения узла, к которому приложена внешняя нагрузка , вдоль ее линии действия. После увеличения перемещений узла на этапе, давалось время для быстро протекающей релаксации внутренних усилий системы и их перераспределения. После завершения времени релаксации производилось снятие показаний с угломеров и прогибомеров.

Следующий этап производился только после окончания всех мероприятий на предыдущем этапе. При необходимости проводилась переустановка отсчетов на измерительных устройствах с фиксированием их измененных начальных отсчетов.

Рисунок 3.10

Рисунок 3.11

Рисунок 3.12

Рисунок 3.13

На рисунках 3.10-3.13 показаны стадии деформирования испытуемой системы при увеличении перемещения узла – 3.

3) Обработка результатов эксперимента.

Результаты эксперимента обрабатывались по следующей методике:

а) Определялись приращения показаний всех измерительных устройств на отдельных этапах.

б) Определялись истинные значения параметров путем суммирования приращений показаний отдельных этапов.

в) Величина угла поворота определялась приблизительно равной разнице показаний индикаторов угломера деленной на базу угломера.

г) Устанавливались графические зависимости между величиной перемещения узлов и внешней нагрузкой (нагрузка- вертикальные перемещения, нагрузка- горизонтальные перемещения, нагрузка-угол поворота узла).

Таблица 3.1- Результаты измерений во время проведения эксперимента