Bài giảng thí nghiệm sbvl

bí mật sẽ được tiết lộ sau bạn click vào đây!!! BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Bài 1& 2: Kéo thép, Kéo gang Bài 3&4: Nén thép, nén gang Bài 5: Xác định môdun đàn hồi E kéo, hay (nén) Bài 6: Xác định mơdun đàn hồi trƣợt G xoắn trịn Bài 7: Đo chuyển vị góc xoay dầm console chịu uốn ngang phẳng Bài 8: Đo chuyển vị dầm console chịu uốn xiên Bài 9: Tìm lực Pth uốn dọc Phịng thí nghiệm Sức Bền Vật Liệu Bộ môn Sức Bền & Kết Cấu Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Đại học Bách Khoa TPHCM bí mật sẽ được tiết lộ sau bạn click vào đây!!! BÀI & THÍ NGHIỆM KÉO MẪU THÉP & GANG 1.1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Tìm hiểu liên hệ lực biến dạng kéo mẫu thép mẫu gang, xác định đặc trưng học thép gang: + Đối với thép: Tìm - Giới hạn chảy ch - Giới hạn bền B - Độ dãn tương đối kéo đứt % - Độ thắt tỷ đối kéo đứt % + Đối với gang: Tìm giới hạn bền kéo đứt kb, 1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong chương kéo, nén tâm ta biết đồ thị quan hệ lực kéo P biến dạng dài L mẫu kéo sau: P P B PB Pch Ptl C A PB D A L O L O Kéo thép Đặc trưng tính bền Kéo gang Thép Giới hạn chảy :  ch  Pch Ao : B  PB Ao Giới hạn bền Gang Không xác định  Bk  PB Ao Đặc trưng tính dẻo thép Độ dãn tương đối : %  L1  L0 100% L0 Độ thắt tỉ đối %  A0  A1 100% A0 : Trong đó: Ao : diện tích mặt cắt ngang ban đầu mẫu thí nghiệm A1 : diện tích mặt cắt ngang mẫu nơi bị kéo đứt Lo, L1 : Chiều dài tính tốn mẫu trước sau bị kéo đứt 1.3 MẪU THÍ NGHIỆM Theo tiêu chuẩn nhà nước TCVN 197-85 (197-2000) Mẫu tiết diện trịn (đường kính d0) tiết diện chữ nhật (tiết diện a0xb0 ) có dạng sau: bo ao R Lo L Trong đó: Chiều dài tính tốn (chiều dài khảo sát) ban đầu Lo mẫu Với mẫu tròn : Lo = 10do hay 5do L = (10do hay 5do) + Với mẫu dẹp : Lo  11,3 Ao (mẫu dài) Lo  5,65 Ao (mẫu ngắn) Lo  Ao (mẫu vật liệu dịn) L = Lo + bo/2 Bán kính R kích thước đầu ngàm (đầu to mẫu thử tùy thuộc máy kéo) 1.4 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM - Dùng thước kẹp xác 1/50mm, cân kỹ thuật 0,01g - Dụng cụ kẻ vạch (để chia khoảng) lên mẫu - Máy kéo nén vạn M.A.N 1.5 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM - Đo Lo, (mẫu tròn) hay bo, ao (mẫu chữ nhật) ban đầu - Khắc vạch lên mẫu (1cm khoảng chia) dùng để tính L1 sau kéo đứt - Dự đốn giới hạn bền vật liệu, (lực kéo đứt mẫu) để từ định cấp tải trọng thích hợp - Chọn ngàm kéo cấp tải máy thích hợp với đường kính mẫu thử - Đặt mẫu vào ngàm kéo, kiểm soát kim lực, bút ru lơ vẽ biểu đồ 1.6 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Cho máy tăng lực từ từ, theo dõi đồng hồ lực biểu đồ, đọc lực chảy Pch (nơi lực không tăng mà biến dạng tăng), lực bền Pb (lực lớn mẫu bị đứt) dựa theo biểu đồ quan hệ lực biến dạng Khi mẫu đứt tắt máy, xả áp lực máy lấy mẫu thử 1.7 TÍNH TỐN KẾT QUẢ A Đối với thép: a Tính Ao giới hạn chảy  ch  Pch Ao , giới hạn bền  B  PB Ao b Chấp liền mẫu bị đứt lại, vẽ lại dạng mẫu sau chấp liền, đo lại chiều dài sau đứt L1 mẫu thước kẹp tùy theo vị trí vết đứt cho trường hợp sau: Gọi N số khoảng phân chiều dài Lo mẫu trước kéo N khoảng A O x Gọi A vạch gần vị trí đứt nhất: A0 = x (đếm số khoảng chia) * Nếu Lo Lo (xem mẫu bị đứt khoảng đoạn L0): L1 khoảng cách x 3 vạch biên mẫu thử với N khoảng ban đầu * Nếu x  Lo (vết đứt biên) lấy điểm B nằm vạch đối xứng A qua vị trí vết đứt (tính khoảng chia), gọi n số khoảng đoạn AB  Trƣờng hợp N - n số chẵn: lấy điểm C cho số khoảng đoạn từ B đến C là: BC = (N - n) / L1 tính sau : L1 = AB + 2BC  Trƣờng hợp N - n số lẻ: Lấy điểm C cho số khoảng đoạn từ B đến C BC (N - n -1)/2 lấy điểm C' cho CC' = khoảng tính L1 theo : L1 = AB + 2BC + CC' Tính độ dãn tƣơng đối đứt %  L1  L0 100% L0 c Đo đường kính d1 tiết diện thắt nhỏ (hay b1, a1) Tính A1 tính độ thắt tương đối % A0  A1 100% A0 d Vẽ lại đồ thị P - L dạng mặt cắt bị phá hỏng mẫu thép sau kéo đứt B Đối với gang a Tính giới hạn bền theo công thức:  Bk  PB Ao b Vẽ lại đồ thị P - L dạng mặt phá hỏng mẫu mẫu gang sau kéo đứt 1.8 NHẬN XÉT KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM - Nhận xét dạng biểu đồ P - L lý thuyết thí nghiệm Nêu tính vật liệu dẻo thép gang (vật liệu dẻo dịn).Giải thích dạng phá hỏng vật liệu BÀI & THÍ NGHIỆM NÉN MẪU THÉP &GANG 3.1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Xác định đặc trưng học thép gang: Tìm: - Giới hạn chảy  ch nén mẫu thép - Giới hạn bền  Bn nén mẫu gang 3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Đồ thị quan hệ lực kéo P biến dạng dài L mẫu thí nghiệm nén sau: P P PB A Pch A L L O O Nén thép Nén gang Đặc trưng chịu lực chịu nén Thép:  ch  Pch Ao Gang:  Bn  PB Ao h 3.3 MẪU THÍ NGHIỆM Hình trụ trịn (hoặc lăng trụ) có đường kính do, chiều cao h, với : 1 h 3 d0 d0 3.4 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM - Thước kẹp xác 1/50 mm 3.5 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM - Đo h - Tính Ao, dự đốn lực lớn để định cấp tải trọng máy - Đặt mẫu vào hai bàn nén cho nén tâm - Điều chỉnh số (nếu có yêu cầu), kiểm soát phận vẽ biểu đồ 3.6 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM - Mở máy cho lực tác dụng tăng từ từ - Với thép theo dõi đồ thị lực biến dạng đọc lực Pch giai đoạn chảy, tiếp tục tăng lực đến 70 - 80% cấp tải sử dụng dừng lại - Với gang tăng lực đến phá hỏng PB (lực bền) dừng lại - Xả áp lực máy, lấy mẫu 3.7 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM - Tính giới hạn chảy thép: - Tính giới hạn bền gang:  ch   Bn  Pch Ao PB Ao - Vẽ lại biểu đồ quan hệ lực P biến dạng L - Vẽ lại dạng sau (sau thí nghiệm) mẫu thép hay dạng phá hỏng mẫu gang 3.8 NHẬN XÉT THÍ NGHIỆM - Đánh giá phẩm chất vật liệu sở so sánh với thí nghiệm kéo thép - Giải thích dạng mẫu thép dạng phá hỏng mẫu gang sau thí nghiệm BÀI XÁC ĐỊNH MƠ ĐUN ĐÀN HỒI E BẰNG TEN XƠ MÉT QUANG 5.1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Xác định mơđun đàn hồi E kéo (nén) thép kiểm nghiệm định luật Hooke 5.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trường hợp chịu kéo (nén) tâm, giai đoạn đầu tác dụng lực đa số vật liệu tuân theo định luật Hooke có:   E hay P L  E Ao Lo E PL o Ao L Trong đó: P : lực kéo (hay nén) Lo : chiều dài khảo sát ban đầu (chuẩn đo dụng cụ) L : độ dãn dài tương ứng với khoảng Lo mẫu chịu lực P Ao : diện tích mặt cắt ngang mẫu thử Thường L nhỏ, nên dể xác định L ta dùng dụng cụ khuyếch đại ten xơ mét quang * Đo biến dạng ten xơ mét quang học Ten xơ mét quang học dụng cụ khuyếch đại, dùng để đo biến dạng bé Hệ thống dụng cụ gồm: kim loại tuyệt đối cứng (1) gọi chuẩn đo, đầu có mấu nhọn đầu có rãnh V Con dao hình thoi (2) cạnh chạm vào mẫu (3), cạnh giữ cố định vào đáy rãnh V (xem hình vẽ); dao có gắn liền trục với gương phẳng phản chiếu Một thước thẳng có phân độ đến mm, gắn vào hệ thống chân ba (5) chân ba có mang thêm ống kính (6), ống kính điều chỉnh để nhìn rõ ảnh thước phản chiếu qua gương Dùng ten xơ mét quang học để tìm cách gián tiếp độ biến dạng L tương ứng với đoạn Lo ban đầu mẫu thử tác dụng lực P hai tenxơmét đặt hai bên mẫu chưa tác dụng lực (hay lực ban đầu P ), gương vị trí ban đầu, nhìn qua ống kính ta đọc số đọc A0 thước A,và B0 thước B; tác dụng thêm lực P vào mẫu thử (lúc nầy lực tác dụng P1= P0+P), đoạn mẫu thử Lo giãn đoạn  l làm đầu tiếp xúc mẫu với đầu dao hình thoi di chuyển theo; làm quay gương góc α tia phản chiếu quay góc 2α ta đọc số đọc A1 thước bên A B1 thước B… Gọi khoảng cách A0A1 = A1, khoảng cách từ gương đến thước L, đường chéo lớn dao hình thoi a hình vẽ, α góc nhỏ nên ta có:   tg = L a ; 2  tg2 = A1 LB Từ suy L  a A1 2L B Ta thấy hiệu số đọc A1 B1 thước A B ứng với độ giãn LTB mẫu thử liên hệ với độ phóng đại m m =2L /a ( thí dụ: mB tương ứng với LB…) Với a=4,5mm Như từ độ biến dạng bé L mẫu dùng dụng cụ khuyếch đọc trị số lớn L thơng qua hệ số phóng đại m Thí du: với a = 4,5mm, LB = 2250mm độ phóng đại : m x 2250  1000 lần 4,5 Chúng ta thay đổi m cách thay đổi LB ; LB lớn ta có độ phóng đại lớn khoảng cách LB thước ống kính xa số đọc không rõ Như từ độ biến dạng bé L mẫu dùng dụng cụ khuyếch đọc trị số lớn L thông qua hệ số phóng đại m Thí du: với a = 4,5mm, LB = 2250mm độ phóng đại : m x 2250  1000 lần 4,5 Chúng ta thay đổi m cách thay đổi LB ; LB lớn ta có độ phóng đại lớn khoảng cách LB thước ống kính xa số đọc khơng rõ 5.3 MẪU THÍ NGHIỆM Tương tự mẫu thí nghiệm kéo tâm, mặt cắt ngang hình trịn hay hình chữ nhật, chiều dài cho gắn chuẩn đo ten xơ mét (chiều dài chuẩn đo thường 100 hay 200mm), đầu mẫu tùy thuộc ngàm kéo đảm bảo tâm tốt 5.4 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM - Thước kẹp - Thước dây thép - Bộ ten xơ mét quang: gồm ten xơ mét A B với hệ số phóng đại mA mB 5.5 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM - Đo kích thước mặt cắt ngang mẫu, tính Ao dự đoán lực chảy mẫu để định cấp tải trọng máy - Đặt mẫu thí nghiệm vào ngàm kéo, gắn ten xơ mét vào điều chỉnh cho nhìn qua ống kính thấy rõ vạch chia thước - Đo khoảng cách LA, LB từ gương đến thước ten xơ mét A B tương ứng - Lập bảng ghi kết – Số lần Tải trọng Số đọc thước ten xơ mét (cm) Lực Số gia P(kG, N) P A Số đọc P0 B Hiệu số đọc Ao Số đọc Hiệu số đọc Bo P1 P=P1 -Po A1 A1= A1 -Ao B1 B1= B1 -Bo P2 P=P2-P1 A2 AB2………………… B2 B2…………………… … n Pn P=Pn-Pn-1 An An= An –An-1 Bn Bn= Bn –Bn-1  Ai  Bi 5.6 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Tăng lực đến P0 =100 kG (1000N) hay 200kG(2000N) ban đầu để mẫu thử kẹp sát vào mẫu ngàm hệ thống đo bắt đầu làm việc đặn Sau tăng lực theo cấp P nhau, ứng với lần tăng lực đọc ghi lại trị số đọc hai ten xơ mét tương ứng 5.7 TÍNH TỐN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM - Tính hiệu số trung bình hiệu số đọc bên phải bên trái Atb   A , B n tb   B ; n hệ số phóng đại: mA = 2LA /a, mB = 2LB /a  A B  tb tb   - Tính độ dãn dài tuyệt đối trung bình: Ltb    mA m B  - Tính mơ đun đàn hồi E P.Lo Ltb Ao - Vẽ lại hai đường biểu diễn liên hệ Pi số đọc Ai Bi 5.8 NHẬN XÉT THÍ NGHIỆM - Nhận xét số gia Ai = Ai - Ai-1 ;Bi = Bi - Bi-1 có phải số theo P khơng? Nếu có sai nhiều tìm ngun nhân sao? Định luật Hooke có xác không? - Nhận xét đồ thị (P, Ai ) (P, Bi) - So sánh kết thí nghiệm với mô đun đàn hồi lý thuyết vật liệu (giả sử thép có E = 200.000N/mm2), tính sai số phần trăm 10 P o L L Dao a Gương Hệ thống tenxơmét quang dùng đo biến dạng Thước, ống kính, gương, tuyệt đối cứng (chuẩn đo) 12 Chuyển vị kế dùng đo chuyển vị 0,01mm 13 BÀI XÁC ĐỊNH MÔ ĐUN ĐÀN HỒI TRƢỢT G 6.1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Xác định mô đun đàn hồi trượt G thép kiểm nghiệm định luật Hooke 6.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Khi xoắn t mặt cắt ngang hình trịn, góc xoắn tương đối hai mặt cắt ngang A, B cách khoảng LAB bằng:  AB  Trong đó: M z L AB G.I P  G M z L AB I P  AB Mz - mô men xoắn (hằng số chiều dài LAB) Ip - mơ men qn tính cực mặt cắt ngang Nếu xác định Mz, LAB, Ip đo AB có suy G 6.3 MẪU THÍ NGHIỆM Dụng cụ đo modun đàn hồi trượt G Mẫu thí nghiệm (1) có tiết diện trịn đầu kẹp chặt vào ngàm, đầu cho vào ổ bi (bạc đạn) (2) xoay tự được, bên ngồi có đầu thừa để gắn ngang (3) để treo cân tạo momen xoắn Mz Trong khoảng ngàm ổ bi gắn ngang (4) A B, đầu ngang đặt chuyển vị kế (xem hình vẽ) Khi đặt cân, chịu xoắn tuý, A,B có góc xoắn A ,B (góc xoắn tuyệt đối A, B với ngàm) làm cho hai ngang (4) xoay đầu hai ngang chuyển vị Với chuyển vị kế ta đo chuyển vị A, B  A  tg A  A ; a  B  tg B  B a b A 4 A a   chuyeån vị kế B LAB B c cân từ xác định: AB = A - B 14 15 6.4 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM - Thước kẹp ; Bộ phận treo cân cân - Hai chuyển vị kế xác đến 0.01mm 6.5 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM - Đo đường kính mẫu suy I P  d o4 32 - Đo khoảng cách b để suy cấp tải trọng (quả cân) tối đa đặt vào hệ thống - Đo khoảng cách LAB a - Gắn treo cân vào hệ thống - Đặt chuyển vị kế chạm vào ngang - Lập bảng ghi kết sau: Số lần Số đọc chuyển vị kế (x 10 -2mm) Tải trọng Lực Số gia P(kG, N) P A Số đọc P0 B Hiệu số Ao Số đọc Hiệu số Bo P1 P=P1 -Po A1 A1= A1 -Ao B1 B1= B1 -Bo P2 P=P2-P1 A2 A2………………… B2 B2……………………… P3 P=P3-P2 A3 A3………………… B3 B3……………………… n Pn P=Pn-Pn-1 An An= An –An-1 Bn Bn= Bn –Bn-1  Ai  Bi 6.6 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM - Xem trọng lượng móc treo ngang (3) tải trọng ban đầu P0, đọc A0, B0 chuyển vị kế (có thể điều chỉnh số đọc 0) - Đặt cân 1kG vào móc treo (tức P1 = P0 + P= P0 +1kG) đọc số đọc A1, B1 tương ứng - Lần lượt đặt thêm cân 1kG vào móc treo đọc số đọc tương ứng 16 6.7 TÍNH TỐN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM - Mơ men xoắn: Mz = P.b - Tính trung bình hiệu số đọc chuyển vị kế Atb   A i n Btb  ;  B i n - Góc xoắn tương đối trung bình A, B ngàm ứng với gia tải P (tương ứng là: Mz = P.b):  A,tb  Atb ; a  B ,tb  Btb a - Góc xoắn tương đối A B :   tb   A,tb   B ,tb - Mô đun đàn hồi G xác định sau : G M z L AB I P  tb -Vẽ đường biểu diễn quan hệ P số đọc Ai Bi 6.8 NHẬN XÉT KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Nhận xét tuyến tính số đọc chuyển vị kế (kiểm nghiệm định luật Hooke) So sánh kết G tìm với G tính theo cơng thức: G LT  E 2(1   ) hay GLT= 8100kg/mm2 - Với E, µ có từ thí nghiệm ta tính GLT (E=200.000N/mm2, =0,3) -Tính sai số phần trăm - Nhận xét xác phép đo, dụng cụ đo phương pháp tính 17 BÀI ĐO CHUYỂN VỊ THẲNG VÀ GÓC XOAY CỦA DẦM CHỊU UỐN NGANG PHẲNG 7.1 MỤC ĐÍCH NGHIỆM Đo chuyển vị (độ võng) xác định góc xoay số mặt cắt ngang dầm chịu uốn ngang phẳng,từ kết đo so sánh với trị số tính theo cơng thức lý thuyết để kiểm nghiệm lại công thức 7.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trường hợp dầm console có độ cứng EIx chịu tác dụng lực P hình vẽ P D B C yC yD A yB LB LC LD Theo lý thuyết chuyển vị dầm chịu uốn B,C,D có cơng thức tính chuyển vị sau: yC  PL2C PL3C PL2B y  (3L L ) y  (3LC - L B ) , D D C , B 3EI x EI x EI x Và góc xoay C: PL2C C  EI x Thực nghiệm ta dùng chuyển vị kế để đo trực tiếp chuyển vị điểm B,C D dầm,và so sánh với chuyển vị tính cơng thức lý thuyết Ngồi đường đàn hồi dầm đoạn CD bậc nên tính gián tiếp góc xoay C theo chuyển vị sau: C  y D  yC LD  LC 7.3 MẪU THÍ NGHIỆM Mẫu thí nghiệm dầm console thẳng có tiết diện chữ nhật (hay có dạng bất kỳ) hình bên Đồng hồ đo x h y B C D A yB yC LB b LC ∆P LD 18 7.4 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM -Thước kẹp - Thước dây thép - Các chuyển vị kế điện tử (mm) - Các cân 7.5 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM -Đo kích thước mẫu b,h khoảng cách LB,LC, LD, - Đặt chuyển vị kế vị trí muốn đo B,C,D - Lực tác dụng đặt C +Lập bảng ghi kết Số lần Tải trọng p ∆p kG (N) P1 P2 … n P3 P4 … Pn kG (N) Số đọc chuyển vị kế (mm) Tại B Tại C Số đọc B1 P2-P1 B2 P3-P2 … … B3 … … Hiệu số B= B3-B2 … … …  B Số đọc C1 C2 C3 … … Hiệu số C= C3-C2 … … …  C Tại D Số đọc D1 D2 D3 … … Hiệu số Ghi D= D3-D2 … … …  D 7.6 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM -Xem trọng lượng móc treo P0 ,chỉnh đồng hồ - Lần lược tác dụng P1, P2, P3, với lần gia tải với ∆P số - Kiểm soát số đọc tuyến tính lực chuyển vị 7.7 TÍNH TỐN KẾT QUẢ -Tính chuyển vị B,C,D theo cơng thức lý thuyết cho -Tính trung bình số đọc chuyển vị kế đo bảng kết D tb   D n B tb   B n C tb   C n -Suy độ võng ứng với ∆P số là: yD = ∆Dtb , yC ,= ∆Ctb , yB = ∆Btb -Tính gián tiếp góc xoay C theo cơng thức lý thuyết thí nghiệm: C  y D  yC LD  LC -Vẽ đồ thị liên hệ lực chuyển vị B,C,D 19 Bảng so sánh giũa lý thuyết thực hành Chuyển vị B (mm) Chuyển vị C (mm) Chuyển vị D (mm) Góc xoay C Lý thuyết Thí nghiệm Sai số (%) 7.8 NHẬN XÉT KẾT QUẢ - Sự tuyến tính số đọc - Tìm nhận xét nguyên nhân sai số 20 Ghi BÀI ĐO CHUYỂN VỊ CỦA DẦM CHỊU UỐN XIÊN 7.1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Xác định phương chuyển vị toàn phần f (trọng tâm) dầm console chịu uốn xiên Kiểm nghiệm lại với chuyển vị tính theo cơng thức lý thuyết 7.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trường hợp dầm consol chịu tác dụng lực P hợp với trục đối xứng y góc  chuyển vị đầu tự dầm gồm: (chiếu lên phương)  Chuyển vị theo phương y: f y   Chuyển vị theo phương x: f x  Py l 3EI x  Pl cos  3EI x fx O  Px l Pl sin   3EI y 3EI y f fy Trong đo l : khoảng cách từ điểm đặt lực P đến ngàm bh hb ,Iy  : momen quán tính mặt cắt ngang 12 12 Ix  trục x trục y Chuyển vị tâm tiết diện O f  f x2  f y2 f hợp với phương y góc  với tg  fx fy Nếu dùng chuyển vị kế để đo trực tiếp chuyển vị f x , f y xác định f  , từ so sánh với lý thuyết Chuyển vị kế L Py y Px P Mẫu b 0 h x Móc treo cân Ngàm x y 7.3 MẪU THÍ NGHIỆM P Mẫu thép có mặt cắt ngang b x h hệ thống treo cân bố trí hình vẽ sau: 7.4 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM Thước kẹp Dây dọi kiểm sốt phương thẳng đứng 21 Thước đo góc 7.5 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM + Đo b, h, L +Dự đoán giới hạn tải trọng, chọn số gia tải trọng P +Đặt mẫu vào ngàm, đo góc  , gắn chuyển vị kế móc treo cân +Lập bảng ghi kết Số lần Số đọc chuyển vị kế (10-2mm) Theo phương x Theo phương y y x y x x0 y0 x1 y1 x1 – x0 y1 – y0 y2 x2 x2 – x1 y2 – y1 Tải trọng P (kG,N) P0 P1 P2 n P (kG,N) P2 - P1 Pn xn xn – xn-1 Ghi yn – yn-1  x  y 7.6 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM  Xem trọng lượng móc treo treo cân P0, ghi số đọc chuyển vị kế x0, y0  Lần lượt đặt qủa cân 1kG ( tức thêm P = 1kG ) vào để tạo P1, P2, cho P không đổi, lần đặt qủa cân đọc chuyển vị kế để có x1, y1, x2, y2,  Kiểm sốt hiệu số số đọc phải khơng đổi, ứng với P số, sai lệch nhiều cần xem lại cách bố trí thí nghiệm làm lại 7.7 TÍNH TỐN KẾT QỦÀ  Tính f x ,tb  1 x f y ,tb   y  n n fx  Tính Jx, Jy  Tính f  f x2  f y2   arctg fx fy O f fy  Vẽ đồ thị liên hệ P f x , f y  Tính f x , f y f theo công thức lý thuyết 7.8 NHẬN XÉT -Sự tuyến tính f x , f y P -Sai biệt thí nghiệm lý thuyết (%) -Đánh giá mức độ xác thí nghiệm -Tìm hiểu nguyên nhân gây sai số 22 Bài XÁC ĐỊNH LỰC TỚI HẠN KHI UỐN DỌC 8.1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Xác định lực tới hạn nén tâm thanh, so sánh trị số xác định thực nghiệm với trị số tính tốn cơng thức lý thuyết 8.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trường hợp hoàn toàn thẳng, chịu nén tâm lực P, lực tới hạn xác định công thức Euler sau:  EI Pth  ( L) = = 0,7 = 1/2 = Dạng ổn định hệ số  µ : tuỳ thuộc liên kết hai đầu thanh: - Hai đầu liên kết khớp µ =1 (trường hợp1) - Một đầu ngàm đầu khớp µ = 0,7 (trường hợp2) - Hai đầu ngàm µ = 0,5 (trường hợp3) - Một đầu ngàm đầu tự µ = (trường hợp4) Như vậy, để xác định lực tới hạn phương pháp trực tiếp  Chúng ta cần tăng dần giá trị lực nén P lên từ từ ghi nhận giá trị lực bị cong mà không trở lại dạng ban đầu lý thuyết giá trị lực P lực tới hạn 8.3 MẪU THÍ NGHIỆM Mẫu thẳng, có mặt cắt ngang hình chữ nhật bxh , chiều dài L, liên kết hai đầu khác ứng với trường hợp theo thứ tự bên trái qua phải với mơ hình thí nghiệm hình bên 23 8.4 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM -Thước kẹp - Các cân Thiết bị bao gồm khung thép (1) chứa thép (2) Nền khung (3) kẽ lưới nhằm làm rõ tượng ổn định thép Các gối đỡ hay ngàm cho phép minh họa tất kiểu ổn định Euler học Trong gối đỡ bên (4) gắn cố định vĩnh viễn vào khung gối đỡ (5) lại dịch chuyển theo phương đứng(đối với trường hợp theo phương ngang) có giá đỡ bên (6) để đặt cân Các thép ngàm giữ vis (M5) gối đỡ Các thép (2) làm thép lị xo có kích thước b x h , chiều dài L có modun đàn hồi E Tải trọng tác động cách sử dụng cân 5N 1N 8.5 CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM Đo kích thước mặt cắt ngang bxh chiều dài L mẫu, tính lực tới hạn Euler theo công thức lý thuyết để định tải trọng tối đa cho trường hợp liên kết Kiểm tra mẫu xem đặt vào vị trí thẳng đứng chưa 24 Theo cơng thức lý thuyết tính Pth cho trường hợp liên kết: ( b = 0,5mm, h = 12mm, L= 180mm , E= 210.000N/mm2)  EI = ( L)  x2.10000 x0.125  EI Trường hợp 2: Pth  = ( L)  x2.10000 x0.125  EI = ( L)  x2.10000 x0.125  EI Trường hợp 4: Pth  = ( L)  x2.10000 x0.125 Trường hợp 1: Pth  Trường hợp 3: Pth  (1x180)  16,3N (0,7 x180) (0,5 x180) (2 x180)  8N  32 N  2N 8.6 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Đặt cân từ trị số P1 , P2 .P4 theo dõi đến thấy ổn định Ghi lại giá trị làm ổn định vẽ lại dạng ổn định ứng với trường hợp liên kết khác - Chú ý đặt cân nhẹ nhàng chậm rãi (kết ghi vào bảng) Pth (lý thuyết) (N) Pth (thực hành) Sai số % Ghi (N) 16,3 32 25 Hình 2.2 Các dạng ổn định ứng với liên kết khác 8.8 KẾT QỦA THÍ NGHIỆM a) Ghi nhận kết theo thực nghiệm cho trường hợp b) Tính sai số % từ kết thực nghiệm so với công thức lý thuyết c) Vẽ dạng ổn định ứng với trường hợp 8.8 NHẬN XÉT Đánh giá thí nghiệm nhận xét nguyên nhân gây sai số 26