Thực tập sức bền vật: NÉN ĐÚNG TÂM pdf

Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu Bài 1 NÉN ĐÚNG TÂM I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM • Quan sát mối quan hệ giữa P và L∆ • Xác định các đặc trưng cơ học của vật liệu 1. Vật liệu dẻo 2. Vật liệu dòn o ch ch Α Ρ = σ o b b Α Ρ = σ o ph ph Α Ρ = σ ( 4 2 d o π =Α ) II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Dựa theo đồ thị nén mẫu sau đây : Đồ thị nén mẫu thép Đồ thị nén mẫu gang III. MẪU THÍ NGHIỆM Điều kiện mẫu 21 ≤≤ o o d h Lớp Đại Học Xây Dựng 3 1 Nguyễn Văn Trường An Ρ Ρ O O L ∆ L ∆ ch Ρ tl Ρ b Ρ o h o d Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu IV. CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM • Đo h o , d o ( lấy giá trị trung bình ) • Tính A o , định cấp tải P cấptải > A o . b σ Vậy lấy P cấptải = 10000 kg • Lập bảng kết quả Mẫu h o (mm) d o (mm) A o (mm 2 ) P tl (kg) P ch (kg) P b (kg) P pháhủy (kg) 1.Gang 12,3 7,9 49 6040 2.Thép 13,5 10,4 9,84 4500 4600 6500 IV. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1. Tính các giá trị giới hạn của vật liệu dòn , dẻo . * Gang : * Thép : 2. Vẽ dạng phá hủy của mẫu Thép Gang 3. Vẽ đồ thị nén mẫu Lớp Đại Học Xây Dựng 3 2 Nguyễn Văn Trường An 2 /3,123 49 6040 mmkg o b b == Α Ρ = σ 2 22 49 4 )9,7.(14,3 4 mm d o o ===Α π 2 22 9,84 4 )4,10.(14,3 4 mm d o o ===Α π 2 /2,54 9,84 4600 mmkg o ch ch == Α Ρ = σ 2 /6,76 84,9 6500 mmkg o ph ph == Α Ρ = σ Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu 4. Nhận xét a. Đánh giá phẩm chất của vật liệu ( dựa theo bảng tiêu chuẩn vật liệu ) Gang có độ bền cao . 2 /3,123 mmkg b = σ có mác gang ΙΒ' 120-4 Thép có tỷ lệ mangan tăng nhóm II . 2 /2,54 mmkg ch = σ có mác thép Γ 70 b. Đánh giá quá trình tiến hành thí nghiệm ( sai số , mô tả máy , mô tả dụng cụ đo … ) Sai số : + Sai số của thước kẹp : ± 0,02 mm + Sai số của máy đo : ± 20 kg Mô tả máy : Máy đo gồn 2 bộ phận : bộ phận cơ học và bộ phận hiển thị kết quả . + Bộ phận cơ học gồm các động lực chính , phần điều khiển hệ thống thủy lực , phần điều khiển tốc độ tăng tải và phần điều khiển cấp tải . + Bộ phận hiển thị kết quả gồm mặt đồng hồ hiển thị kết quả và 2 kim chỉ áp lực ( kim đỏ và kim đen ) Mô tả dụng cụ đo : dụng cụ đo là một thước kẹp có sai số là ± 0,02 mm . khi tiến hành đo phải dùng tay để điều chỉnh thước kẹp . Tóm lại : Khi tiến hành thí nghiệm chủ yếu dùng mắt thường để quan sát và thu kết quả , phần lớn tiến hành thí nghiệm với những dụng cụ và thiết bị đã cũ nên không tránh khỏi những sai số không mong muốn . Lớp Đại Học Xây Dựng 3 3 Nguyễn Văn Trường An L ∆ L ∆ Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu Bài 2 KÉO ĐÚNG TÂM I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM * Quan sát mối quan hệ giữa P và L∆ * Xác định các đặc trưng cơ o tl tl Α Ρ = σ , o ch ch Α Ρ = σ , o b b Α Ρ = σ * Xác định các đặc trưng tính dẻo của kim loại - Độ giãn dài tỉ đối %100% 1 o o L LL − = δ - Độ thắt tỉ đối %100% 1 o o Α Α−Α = ψ II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Dựa theo đồ thị kéo mẫu thí nghiệm vật liệu dẻo và dòn Đồ thị kéo thép CT3 Đồ thị kéo gang II. MẪU THÍ NGHIỆM Điều kiện mẫu L o = 10 d o Lớp Đại Học Xây Dựng 3 4 Nguyễn Văn Trường An Ρ Ρ b Ρ Α C ch Ρ tl Ρ Ο b Ρ L∆ L∆ Ο D E o L h L o d Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu III. CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM * Đo kích thước mẫu ( L o , d o ) * Dự đoán b σ để định cấp tải trọng : P cấptải > ob Α. σ Vậy , lấy P cấptải = 10000 kg * Lập bảng ghi kết quả Mẫu L o (mm) d o (mm) P tl (kg) P ch (kg) P b (kg) L 1 (mm) d 1 (mm) 1.Gang 116,5 10 960 116,8 9,9 2.Thép 129,4 8,52 1700 1800 2560 149 4,9 V. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1. Tính tl σ , ch σ , b σ , % δ , % ψ . Cách đo chiều dài L 1 * Gọi x là khoảng cách từ chỗ đứt đến vạch giới hạn gần nhất . - Trường hợp 1 : Khi 11 3 2 3 1 lxl << thì l 1 là khoảng cách giữa 2 vạch giới hạn l 1 = AB - Trường hợp 2 : x < 1 3 1 l ( hình 3 ) Gọi N số khoảng chia giữa AD Gọi n số khoảng chia giữa AB với BE < AE * Nếu ( N-n ) là số chẵn thì lấy l 1 = AB + 2BC với BC = 2 nN − khoảng chia * Nếu ( N-n ) là số lẻ thì lấy với BC’= 2 1−− nN BC” = 2 1+−nN Hình 2 Hình 3 Lớp Đại Học Xây Dựng 3 5 Nguyễn Văn Trường An 1 l 1 3/1 lx > n 2/)( nN − Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu Hình 4 * Gang : * Thép : 2. Vẽ đồ thị thực tế khi kéo các mẫu , nhận xét , so sánh với lý thuyết đã học Lớp Đại Học Xây Dựng 3 6 Nguyễn Văn Trường An 2 22 5,78 4 )10(14,3 4 mm d o o = × ==Α π 2 22 1 1 9,76 4 )9,9(14,3 4 mm d = × ==Α π 2 22 57 4 )52,8(14,3 4 mm d o o = × ==Α π 2 22 1 1 4,18 4 )9,4(14,3 4 mm d = × ==Α π %3,0%100 5,116 5,1168,116 %100% 1 = − = − = o o L LL δ %1,15%100 4,129 4,129149 %100% 1 = − = − = o o L LL δ %7,67%100 57 4,1857 %100% 1 = − = Α Α−Α = o o ψ 2 /9,44 57 2560 mmkg o b b == Α Ρ = σ n 2/)( nN − N 2 /2,12 5,78 960 mmkg o b b == Α Ρ = σ %04,2%100 5,78 9,765,78 %100% 1 = − = Α Α−Α = o o ψ 2 /8,29 57 1700 mmkg o tl tl == Α Ρ = σ 2 /6,31 57 1800 mmkg o ch ch == Α Ρ = σ Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu Nhận xét : - Với mẫu dẻo : • Giai đoạn tỉ lệ : quan hệ giữa P và L là quan hệ tuyến tính • Giai đoạn chảy : P tăng chậm nhưng biến dạng nhanh • Giai đoạn bền : P tăng lên đến P max thì có một chỗ trên mẫu thí nghiệm bắt đầu thắt lại , sau đó lực kéo không tăng nhưng L vẫn tăng đến khi đứt gãy . - Với mẫu dòn : Chỉ có giai đoạn bền : p tăng nhanh đến cực đại làm mẫu bị đứt trong khi biến dạng rất nhỏ . So sánh : • Khả năng chịu kéo của thép lớn hơn gang rất nhiều , gang có nhiều tạp chất và không đồng nhất . • Vật liệu dòn khi chịu kéo dở hơn chịu nén rất nhiiều thường bị phá hỏng đột ngột khi độ giãn dài tương đối còn rất bé . 3. Vẽ dạng phá hủy của mẫu * Thép : * Gang : 4. Đánh giá phẩm chất của vật liệu ( dựa theo bảng tiêu chuẩn của vật liệu ) Gang có b σ = 12.2kg/mm 2 có mác gang CI 12-28 Thép 2 /9.44 mmkg b = σ thép có tỷ lệ mangan bình thường nhóm I , có mác thép 20 Thép 2 /6.31 m mkg ch = σ thép có tỷ lệ mangan bình thường nhóm I , có mác thép 30 Bài 3 UỐN NGANG PHẲNG DẦM THÉP Lớp Đại Học Xây Dựng 3 7 Nguyễn Văn Trường An Ρ Ρ b Ρ tl Ρ Ο L∆ ch Ρ L∆ Ο b Ρ Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Kiểm tra công thức tính chuyển vị : độ võng V(y) và góc xoay V’( ϕ ) theo công thức lý thuyết và trực tiếp bằng đồng hồ đo chuyển vị với độ chính xác 0.01 mm . - Tính môđun đàn hồi dọc E của vật liệu . II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Dựa trên công thức lý thuyết tính chuyển vị của dầm đặt trên 2 gối tựa chịu lực nén tập trung tại giữa nhịp : + Độ võng tại điểm C : x C J l y Ε Ρ = 48 3 + Góc xoay tại 2 mặt cắt A và B : + Tính môđun đàn hồi dọc E của vật liệu : III. MẪU THÍ NGHIỆM Là những mẫu thép tiết diện hình chữ nhật IV. CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM * Đo các kích thước mẫu : b = 39.64 mm h = 8.84 mm L = 200 mm d = 200 mm * Tính P max để sao cho vật liệu làm việc trong miền đàn hồi ( P max < P tl ) Vậy lấy P max = 10000 kg * Bố trí và tiến hành thí nghiệm Lớp Đại Học Xây Dựng 3 8 Nguyễn Văn Trường An x BA J l Ε Ρ == 16 2 φϕ xC Jy l 48 3 Ρ =Ε B D y A C Ρ C y d 2/L 2/L B ϕ D 0,19 0,18 0,17 0,1640,16 0,15 0,142 0,135 0,130,12 510 490 470 450 430 410 390 370 350 330 O P Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu * Khi tính y C , y D ta lấy môđun đàn hồi của thép CT3 là loại thép thường dùng phổ biến trong xây dựng , với E = 2.10 5 Mpa , hoặc làm tròn E = 2.10 4 kg/mm 2 * Tính góc xoay BA D BA d y tgtg ϕϕϕϕ =≈== Bảng ghi số liệu Ta lấy =∆Ρ 20 kg P (kg) y C (mm) y D (mm) P 1 = 330 0 0 P 2 = 350 0.13 0.12 P 3 = 370 0.28 0.25 P 4 = 390 0.5 0.41 P 5 = 410 0.81 0.59 P 6 = 430 1.46 0.89 P 7 = 450 1.71 1.09 P 8 = 470 1.8 1.25 P 9 = 490 1.88 1.36 P 10 = 510 1.92 1.48 V. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1. Tính giá trị của y C và A ϕ theo lý thuyết , vẽ đồ thị P-y C ; P- A ϕ 4 33 2282 12 )84,8(64,39 12 mm bh J x = × == i P (kg ) y C ( mm ) A ϕ ( rad ) 1 P 1 = 330 0,12 0,0018 2 P 2 = 350 0,13 0,0019 3 P 3 = 370 0,135 0,00203 4 P 4 = 390 0,142 0,0021 5 P 5 = 410 0,15 0,0022 6 P 6 = 430 0,16 0,0024 7 P 7 = 450 0,164 0,0025 8 P 8 = 470 0,17 0,0026 9 P 9 = 490 0,18 0,0027 10 P 10 = 510 0,19 0,0028 Lớp Đại Học Xây Dựng 3 9 Nguyễn Văn Trường An 0,0028 0,0027 0,0026 0,0025 0,0024 0,0022 0,0021 0,002030,0019 0,0018 510 490 470 450 430 410 390 370 350 330 O Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu Đồ thị P và y C trên lý thuyết Đồ thị P và A ϕ trên lý thuyết 2. Dựa vào số liệu thí nghiệm thu được , vẽ đồ thị P-y C , P- A ϕ Nhận xét và so sánh kết quả . BA D BA d y tgtg ϕϕϕϕ =≈== P i ( kg ) y C ( mm ) A ϕ ( rad ) P 1 = 330 0 0 P 2 = 350 0.13 0,0006 P 3 = 370 0.28 0,00125 P 4 = 390 0.5 0,00205 P 5 = 410 0.81 0,00295 P 6 = 430 1.46 0,00445 P 7 = 450 1.71 0,00545 P 8 = 470 1.8 0,00625 P 9 = 490 1.88 0,0068 P 10 = 510 1.92 0,0074 Lớp Đại Học Xây Dựng 3 10 Nguyễn Văn Trường An C y A ϕ [...]...P Trường Đại Học Tây Đô 510 Thực Tập Sức Bền Vật Liệu 490 470 450 430 410 390 370 350 330 O 0,13 0,28 0,5 0,81 1,46 1,71 1,8 1,88 1,92 Đồ thị P và yC trên thực tế yC P 510 490 470 450 430 410 390 370 350 330 O 0,0006 0,00125 0,00205 0,00295 0,00445 0,00545 0,00625 0,00680,0074 ϕA Đồ thị P và ϕ A trên thực tế Nhận xét và so sánh : - Từ kết quả thực nghiệm và lý thuyết ta nhận thấy giá... kích thước nêu trên * Đặt mẫu nén đúng tâm để đo h1 * Bảng ghi số liệu thí nghiệm Lấy ∆λ = 1mm = 1 vòng kim đồng hồ λ1 = 7,5 mm λ2 = 8,5 mm λ3 = 9,5 mm λ4 = 10,5 mm λ5 = 11,5 mm λ6 = 12,5 mm λ7 = 13,5 mm Lớp Đại Học Xây Dựng 3 P1 = 370 kg P2 = 400 kg P3 = 422 kg P4 = 444 kg P5 = 464 kg P6 = 482 kg P7 = 502 kg 13 Nguyễn Văn Trường An Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu λ8 = 14,5 mm λ9 =... kg/mm2 thép có cường độ cao hơn so với thép CT3 Lớp Đại Học Xây Dựng 3 12 Nguyễn Văn Trường An Trường Đại Học Tây Đô Bài 4 Thực Tập Sức Bền Vật Liệu ĐO CHUYỂN VỊ CỦA LÒ XO I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Kiểm tra công thức tính chuyển vị λ lý thuyết của lò xo khi bị ép bằng đồng hồ đo chuyển vị thực tế , với độ chính xác là 0.01 mm 8ΡD 3n λ= Gd 4 - Tính giá trị môđun đàn hồi trượt của vật liệu mẫu 8ΡD 3n G= λd... = 96510,99704kg / mm2 48 yC 3 J x 48 × 0,28 × 2282 Ε4 = Ρ4l 3 390 × (200)3 = = 56967,5723kg / mm2 48 yC 4 J x 48 × 0,5 × 2282 Lớp Đại Học Xây Dựng 3 11 Nguyễn Văn Trường An Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu Ρ5l 3 410 × (200)3 Ε5 = = = 36968,51004kg / mm2 48 yC 5 J x 48 × 0,81 × 2282 Ρ6l 3 430 × (200)3 Ε6 = = = 21510,41104kg / mm 2 48 yC 6 J x 48 × 1,46 × 2282 Ε7 = Ρ7l 3 450 × (200)3 =... 7,5 mm λ2 = 8,5 mm λ3 = 9,5 mm λ4 = 10,5 mm λ5 = 11,5 mm Lớp Đại Học Xây Dựng 3 Pi ( kg) P1 = 370 kg P2 = 400 kg P3 = 422 kg P4 = 444 kg P5 = 464 kg 14 Nguyễn Văn Trường An Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu λ6 = 12,5 mm λ7 = 13,5 mm λ8 = 14,5 mm λ9 = 15,5 mm λ10 = 16,5 mm P6 = 482 kg P7 = 502 kg P8 = 522 kg P9 = 544 kg P10 = 568 kg P 568 544 522 502 482 464 444 422 400 370 O 7,5 8,5 9,5... 25727,66943kg / mm 2 λ2 d 4 8.5 × (13,2) 4 8Ρ3 D 3 n 8 × 422 × (59,2) 3 × 10 G3 = = = 24285,56591kg / mm 2 4 4 λ3 d 9.5 × (13,2) Lớp Đại Học Xây Dựng 3 15 Nguyễn Văn Trường An Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu 8Ρ D 3 n 8 × 444 × (59,2) 3 × 10 G4 = 8Ρ4D 3 n = 8 × 464 × (59,2) 3 4 10 = 23118,14873kg / mm 2 4 10.5 × (13,2) × = 22058,6801kg / mm 2 G5 = λ54 d 4 = λ5 d 11.5 × (13,2) 4 G6 = 8Ρ6... khi bị ép 8ΡD 3n λ= Gd 4 III MẪU THÍ NGHIỆM Trong đó : Áp lực nén P Ρ Đường kính lò xo D = 59.2 mm Đường kính dây lò xo d = 13.2 mm λ1 Số vòng lò xo n = 10 Chuyển vị khi nén (để giữa) ban đầu của lò xo λ1 = ho − h1 = 222,5-215 = 7,5 mm Bước lò xo h = 20.9 mm h ho Chiều dài ban đầu của lò xo ho = 222.5 d h1 mm Chiều dài của lò xo sau khi nén (để giữ) h1 = 215 mm Ρ IV CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM * Đo kích thước... 0,00295 0,00445 0,00545 0,00625 0,00680,0074 ϕA Đồ thị P và ϕ A trên thực tế Nhận xét và so sánh : - Từ kết quả thực nghiệm và lý thuyết ta nhận thấy giá trị yC và ϕ A lý thuyết nhỏ hơn so với giá trị thực nghiệm , điều này chứng tỏ mẫu thép làm thí nghiệm tốt hơn so với mẫu thép CT3 - Đồ thị gần như là đường thẳng cho thấy rằng giữa P và yC có quan hệ tuyến tính gần như đồng nhất , do vậy mẫu thép . Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu Bài 1 NÉN ĐÚNG TÂM I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM • Quan sát mối quan hệ giữa P và L∆ • Xác định. C y A ϕ 0,0068 0,00625 0,00545 0,00445 0,00295 0,0074 0,00205 0,001250,0006 510 490 470 450 430 410 390 370 350 330 O P Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu Đồ thị P và C y trên thực tế Đồ thị P và A ϕ trên thực tế Nhận xét và so sánh : - Từ kết quả thực nghiệm và lý thuyết ta nhận. Lớp Đại Học Xây Dựng 3 3 Nguyễn Văn Trường An L ∆ L ∆ Trường Đại Học Tây Đô Thực Tập Sức Bền Vật Liệu Bài 2 KÉO ĐÚNG TÂM I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM * Quan sát mối quan hệ giữa P và L∆ * Xác định