Определение модуля сдвига материала и зависимости угла поворота сечения вала от крутящего момента (лабораторная работа)

КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕХАНИКИ

                                                                                    «УТВЕРЖДЕНО»

                                                                                    на заседании кафедры

                                                                                    Протокол № ________

                                                                                    от «___» _________ 2008 г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

по курсу: «СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ СДВИГА МАТЕРИАЛА

И ЗАВИСИМОСТИ УГЛА ПОВОРОТА СЕЧЕНИЯ ВАЛА ОТ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

Керчь  2008г.

Кравец В.Г.

 Лабораторная работа №5 пол курсу «СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ». Методические указания по выполнению лабораторной работы ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ СДВИГА МАТЕРИАЛА И ЗАВИСИМОСТИ УГЛА ПОВОРОТА СЕЧЕНИЯ ВАЛА ОТ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Рецензенты: Мисько В.В., к.т.н., доцент.

Горбенко А.Н., к.т.н., доцент кафедры СЭУ.

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры инженерной механики КМТИ.

Протокол № 32 от 15.05.1999г.

Методические указания утверждены на ученом совете КМТИ.

Протокол № 11 от «01» июля 1999 г.

1.  ЦЕЛЬ  РАБОТЫ

Целью работы является экспериментальное определение модуля сдвига материала вала, сравнение его с табличным и определение зависимости угла поворота сечения вала от прикладываемого крутящего момента.

2.  ОСНОВНЫЕ  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  СВЕДЕНИЯ

Угол  поворота сечения вала в пределах упругих деформаций (соблюдается закон Гука) связан с крутящим моментом  линейной зависимостью:

 [рад], где                                      (1)

 – расстояние между сечениями;

 – полярный момент инерции сечения вала диаметром ;

 – Модуль сдвига (модуль упругости второго рода);

Из формулы (1) определяем:

                       .

Следовательно, измерив опытным путем величину прилагаемого крутящего момента, расстояние между двумя сечениями и угол поворота одного из них относительно другого, можно вычислить экспериментальное значение модуля сдвига.

Нагрузку на вал  необходимо выбрать такой, чтобы при испытании не возникли остаточные деформации, т.е. не превысить допускаемую :

.

где:

 – плечо нагрузочного коромысла;

 – допускаемый крутящий момент;

 – полярный момент сопротивления вала диаметром ;

 – допускаемые касательные напряжения материала вала при кручении;

Зная величину  и количество экспериментов, легко определить величину ступени нагружения.