6.1 Основные теоретические положения
Выполнение работы предусматривает теоретическую и практическую части. Выполнение практической части предполагает наличие у студентов знаний по определению прогибов балок при прямом изгибе.
Расчет осевых моментов 
и 
, см4, инерции представлен в формулах
 , см4,
| (6.1) |
 , см4,
| (6.2) |
где 
– ширина поперечного сечения балки, см;
– высота поперечного сечения балки, см.
Следовательно
 , см4.
|
 , см4.
|
Схема установки для проведения эксперимента в случае нагружения балки одной сосредоточенной силой в середине пролета представлена в соответствии с рисунком 6.2.
Рисунок 6.2.
Теоретические значения прогибов балки f теор, см, для различных грузов (F1 = 0,5 кг, F2 = 1,0 кг, F3 = 1,5 кг) в середине пролета вычисляются по формуле
 ,
| (6.3) |
где F – приложенная нагрузка, Н;
l – длина балки, см;
Е – модуль Юнга, МПа;
– минимальный осевой момент инерции, см4.
Погрешности измерений 
, %, вычисляются по формуле
 ,
| (6.4) |
где 
– теоретическое значение прогиба балки, см;
– опытное значение прогиба балки, см.
Схема установки для проведения эксперимента во втором случае нагружения в соответствии с рисунком 6.3.
Рисунок 6.3.
Теоретические значения прогибов балки f теор, см, для различных грузов (F1 = 0,5 кг, F2 = 1,5 кг) в середине пролета вычисляются по формуле
 ,
| (6.5) |
где а – расстояние точки приложения сил от опоры, см; (принять а = 20 см).
Погрешности измерений , %, вычисляются по формуле.
| ,
| (6.4) |
где – теоретическое значение прогиба балки, см;
– опытное значение прогиба балки, см.
6.2 Условия и организация работы
В теоретической части лабораторной работы под руководством преподавателя студенты:
- усваивают меры безопасности;
- знакомятся с методическим пособием и учебной литературой;
- изучают назначение и принцип действия оборудования;
- заполняют бланк отчёта о лабораторной работе.
В практической части лабораторной работы под контролем преподавателя студенты:
- определяют прогибы балки при нагружении балок различными силами;
- заносят результаты измерений в соответствующие таблицы бланка отчёта;
- сравнивают полученные значения прогибов с теоретическими значениями;
- оценивают погрешности результатов измерения;
- делают объективные выводы.
После заполнения бланка отчёта о лабораторной работе студенты:
- отвечают на контрольные вопросы;
- сдают отчёт преподавателю.
6.3 Последовательность и технология выполнения работы
Определение прогибов балок при прямом изгибе проводится в следующем порядке:
1) выполнить эскиз поперечного сечения балки;
2) вычислить осевые моменты инерции данного сечения балки используя формулы (6.1) и (6.2); определить J max, J min;
3) определить теоретические значения прогибов балки f теор, см, для различных грузов, которые приложены в середине пролёта балки, по формуле (6.3);
4) измерить прогиб балки в середине пролета для первого случая нагружения f оп, см;
5) вычислить погрешность измерений , %, по формуле (6.4);
6) занести результаты измерений и расчетов таблицу 6.1;
7) вычислить теоретические значения прогибов балки f теор, см, в середине пролёта для различных грузов, которые приложены на расстоянии «а» от опор по формуле 6.5;
8) измерить прогиб балки в середине пролета для второго случая нагружения f оп, см;
9) вычислить погрешность измерений, , %;
10) занести результаты и расчетов таблицу 6.2;
11) сделать вывод, записать его в бланк отчёта;
12) ответить на вопросы для самоконтроля;
13) предъявить результаты работы преподавателю.
7 Вопросы для самоконтроля
7.1. Какой изгиб называется плоским изгибом?
7.2. Какой изгиб называется чистым изгибом?
7.3. Что делается с продольными волокнами материала при изгибе?
7.4. Какой слой волокон балки называется нейтральным?
7.5. Что называется нейтральной осью?
7.6. На какие три типа делятся опоры балок?
7.7. Какие реакции возникают в каждом из трёх типов опорных устройств балок при действии изгибающих сил, направленных перпендикулярно к оси балки?
7.8. Что называется интенсивностью равномерно распределённой нагрузки?
7.9. Что называется изгибающим моментом и поперечной силой в данном сечении?
7.10. Как определяется знак изгибающего момента и поперечной силы?
7.11. Какая существует связь между изгибающим моментом и поперечной силой?
7.12. Для чего строятся эпюры изгибающих моментов и поперечных сил?
БЛАНК ОТЧЁТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3
«Определение прогибов балок при прямом изгибе»
Ф.И.О. студента_____________________________
Группа_____________________________________
Дата_______________________________________
Преподаватель______________________________
Основные характеристики балки:
L = 100 см (длина балки);
b = 3,9 см (ширина поперечного сечения балки);
h = 0,7 см (высота поперечного сечения балки);
Материал балки – сталь;
Модуль Юнга 
МПа.
1. Выполнить эскиз поперечного сечения балки;
Рисунок 6.1
2. Измерить и вычислить прогиб балки в середине пролета для первого случая нагружения (рисунок 6.2), вычислить погрешность измерений, результаты записать в таблицу 6.1.
Таблица 6.1
| Наименование параметра | Значение | ||
| Сосредоточенная сила F, кг | 0,5 | 1,0 | 1,5 |
| Показания индикатора μ | |||
| Опытное значение прогиба f оп, см | |||
| Теоретическое значение прогиба балки f теор, см | |||
| Погрешность измерения , %
|
3. Измерить и вычислить прогиб балки в середине пролета для второго случая нагружения (рисунок 6.3), вычислить погрешность измерений, результаты записать в таблицу 6.2.
Таблица 6.2
| Наименование параметра | Значение | |
| Сосредоточенная сила F, кг | 0,5 | 1,5 |
| Показания индикатора μ | ||
| Опытное значение прогиба f оп, см | ||
| Теоретическое значение прогиба балки f теор, см | ||
| Погрешность измерения , %
|
4. Оценить погрешность измерений, результаты записать в выводе.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
| Работу выполнил Студент группы______________ _______________/_______________ Номер по журналу, подпись «___»_____________201__ | Работу принял преподаватель _______________/_________________ «___»_________201___ |