К захватам машины (рис. 3.2 – (2), (3)) должны быть прикреплены специальные зажимы для крепления концов плоского стержня (рис.3.7).
Рис.3.7. Приспособления для закрепления концов стержня
При отвинченных винтах
При отвинченных винтах концы образца могут свободно поворачиваться, опираясь на зажимы своими острыми ребрами - это соответствует случаю шарнирного крепления (=1), длина стрежня измеряется от его конусов.
При завинченных винтах
При завинченных винтах концы стержня не могут поворачиваться, что соответствует случаю жесткого закрепления обоих концов стержня (=0,5) - в этом случае длина измеряется между осями винтов (как показано на рис.3.7).
Если жестко закреплен только один конец стержня
Если жестко закреплен только один конец стержня, а другой может свободно поворачиваться (=0,7), то длина стержня измеряется от закрепленного конца до оси завинченного винта.
Порядок проведения работы
Проведение испытаний
Порядок работы следующий:
1. Ознакомьтесь с устройством и работой установки.
2. Отметьте в журнале характер крепления верхнего и нижнего концов образца.
3. Возьмите образец со стола.
Рис. 4.1. Стол с образцами
4. Установите образец между кулачками.
Рис. 4.2. Установленный образец
5. Включите УММ-5 (кнопка внизу «красная» - включить, «белая» - выключить).
Рис. 4.3. Кнопки электромеханического привода и рычаг коробки скоростей
6. Установите передачу.
7. Нажмите кнопку «ВВЕРХ».
Рис. 4.4. Кнопки управления
Рис. 4.5. Шкала динамографа
1 – рукоятка управления пассивной стрелкой;
2 – активная стрелка (связана с замером);
3 – пассивная стрелка
При сжатии шкала показывает данные.
Во время работы из диаграммного аппарата «выезжает» лист с диаграммой.
Рис. 4.6. Диаграмма сжатия одного из образцов
8. Во время нагружения внимательно наблюдайте за величиной нагрузки и поведением образца для того, чтобы зафиксировать критическую силу. Нагрузка вначале плавно возрастает, затем при достижении определенной величины нагрузки образец начинает изгибаться и рост нагрузки прекратится. Это значение нагрузки называется критическим (
). При дальнейшем перемещении подвижного захвата прогиб образца будет продолжаться, а нагрузка остается почти постоянной.
9. Машина выключится автоматически.
10. Снимите образец и положите его на стол.
11. Снимите динамограмму с УММ-5 и положите ее на стол. После того, как динамограмма оказалась на столе, имеется возможность растянуть ее на весь экран (щелчок на динамограмму растягивает ее на весь экран, повторный щелчок убирает ее обратно на стол).
12. Согнутый образец положите на место.
13. Далее немного (10 см) опустите нижний кулачок (кнопка «ВНИЗ»), затем поднимайте (кнопка «ВВЕРХ») до автоматически закрепленного положения, чтобы поместить новый образец.
Пассивную стрелку (рис 4.5 - (3)) динамографа установите в нулевое положение. Управление пассивной стрелкой происходит от рукоятки посередине шкалы (вращая рукоятку, можно вращать стрелку).
14. Можно проводить дальнейшие испытания. Измерения повторите три раза для каждого случая крепления образца, для определения среднего значения критической силы.
15. Вычислите гибкость стержня по формуле:
(4.1)
,
где
- коэффициент приведения длины;
l - длина образца;
(4.2)
- радиус инерции поперечного сечения;
Jmin - наименьший осевой момент инерции;
А - площадь поперечного сечения.
Убедитесь в применимости формулы Эйлера (гибкость испытуемого образца должна быть больше предельной гибкости 
).
16. Вычислите критическую силу по найденному значению гибкости:
(4.3)
,
где
- теоретическая критическая сила;
T- модуль продольной упругости;
-площадь поперечного сечения.
17. Сравните величину критической силы, полученную опытным путем, с вычисленной по формуле Эйлера. Определите процент расхождения:
(4.4)
.
18. Оформите отчет о работе в журнале.
Примечание:
Расхождения определяются по отношению к теоретическим величинам.
5. Контрольные вопросы
1. Что такое продольный изгиб?
2. Какую величину сжимающей силы называют критической?
3. По какой формуле можно определять величину критической силы?
4. Укажите область применения формулы Эйлера.
5. Как влияет характер закрепления концов стержня на величину критической силы?
6. Какая форма бруса устойчива, если величина сжимающей силы становится больше критической?
7. Как при испытании сжатых стержней выяснить, устойчива ли его прямолинейная форма равновесия?
8. Укажите формулу для вычисления гибкости стержня.
9. Что называется предельной гибкостью стержня?
10. Какие характеристики материала необходимо знать для вычисления предельной гибкости стержня?
11. Примет ли прямолинейную форму стержень после разгрузки, гибкость которого больше предельной, если он был подвергнут испытанию нагрузкой, равной критической силе?
12. Какое практическое значение имеет определение критической силы сжатых стержней?
13. Зависит ли величина критической силы от упругих свойств материала стержня?
14. Во сколько раз изменится величина критической силы, если при испытании заменить шарнирные опоры стержня на опоры с жестким защемлением?
Отчет
Отчет по выполненной работе должен содержать:
1. Цель и задачи работы.
2. Приборы, оборудование и обеспечение.
3. Индивидуальное задание на работу (материал образца, его эскиз и размеры).
4. Значения напряжений.
5. График: усилия от величины образца.
6. Вычисление основных механических характеристик.
7. Выводы.
Список использованной литературы
1. Беляев Н.М. Лабораторные работы по сопротивлению материалов: Учебное пособие для вузов. – М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1954. – 278 с.
2. Рубашкин А.Г. Лабораторные работы по сопротивлению материалов: Учебное пособие для вузов. Изд. 3-е. – М., Высшая школа, 1971.- 240 с.