Определение напряжений в элементах конструкций электротензометрированием

/>

Опыт № 1. Определение напряжений при изгибе элемента конструкции

1. Вычисляем расчетное приращение напряжений в точке А
при изгибе:

Δσ =

2. Рабочий тензорезистор I наклеен по направлению главной деформации Δε1
, и находится в условиях линейного напряженного состояния. Определяем экспериментальные приращения главной деформации и главного напряжения:

Δε1э
=Δ1ср
β=22,2*10-5
; Δσэ
=EΔε1э
=2*10-5
=45 Мпа

3. Находим отклонение расчетных от эксперементальных напряжений:

δ=*100%=44,4*45/45*100%= -1,33

4. Для оценки прочности элемента конструкции определяем экспериментальное значение напряжений при максимальной нагрузке:

max
σэ
= Δσэ
Pmax
/ΔP=45*4.5/0.9=255МПа

Опыт № 2. Определение напряжений при кручении элемента конструкции

1. Вычисляем расчетные приращения касательных напряжений в точке А:

Δτ =(2*0,9*103
*300*10-3
)/14,58*10-6
=37 МПа

2.
При кручении элемента конструкции реализуется частный случай плоского напряженного состояния, когда главная деформация Δε1э
= - Δε3э
. Главную деформацию Δε1
измеряет рабочий тензорезистор II, наклеенный под углом 45◦
. Определяем экспериментальные приращения главных деформаций:

Δε1э=
Δm11
c
р
β=24,75*10-5
; Δε3э
=-24,75

3. Находим экспериментальные приращения касательных напряжений, которые при кручении равны приращениям главных напряжений:

Δτэ
=(2*105
1+0.3)*24,75*10-5
=38 МПа

4. Определяем отклонение расчетных от экспериментальных напряжений:

δ=((37-38)/38)*100%=-2,63

5. Для оценки прочности при кручении элемента конструкции находим экспериментальное значение касательных напряжений при максимальной нагрузке:

max
τэ
max
=38*4,5/0,9=190 МПа.

Опыт № 3. Определение напряжений при

совместном изгибе и кручении элемента конструкции

1. Вычисляем расчетные приращения нормальных, касательных, главных и эквивалентных напряжений в точке А:

Δσ = (0,9*103
*360*10-3
)/7,29*10-6
=44,4 МПа

Δτ = (0,9*103
*300*10-3
)/14,58*10-6
=18,5 МПа

Δσ1/3
=0,5(44,4)=(22,228,9) МПа

Δσ1
=51,1МПа ; Δσ3
= -6,7 МПа

Их направление t

g2α== -=-0.833; 2α0
=-39,8◦
; α0
=-19,9◦

Δσэкв4
==54,8 МПа

2. По трем показаниям ИДЦ прямоугольной розетки тензорезисторов ходим эксперимен-тальные приращения деформаций:

Δε1э
=Δm1
ср
β=22,25*10-5
; Δε11э =
Δm1 1
ср
β = 20*10-5
; Δε111э
= Δm11 1
ср
β=-6,75

3. Вычисляем экспериментальные приращения главных деформаций и их направление:

Δε1/3э
=0,5(22,25*10-5
+(6,75)*

*10-5
2
=7,75*10-5
18,98*10-5

Δε1э=
26,73*10-5
; Δε3э
=-11,23*10-5

tg2α=(22.25 *10-5
-2*20*10-5
+(-6.75*10-5
)/22.25*10-5
-(-6.75*10-5
)=-0.844

С учетом этого 2α0
=-40,2◦
; α0
=-20,1◦

4. Определяем экспериментальные приращения главных и эквивалентных напряжений:

Δσ1э
=51,3 МПа

Δσ3э
=-7,12

Δσэкв4
=55,2МПа

5. Вычисляем отклонение расчетных от экспериментальных эквивалентных напряжений:

δ=((54,8-55,2)/55,2)*100%=-0,7%

6. Для оценки прочности элемента конструкции находим экспериментальные эквивалентные напряжения при максимальной нагрузке:

max
σэ
экв4
=55,2*4,5/0,9=276МПа

Выводы

1. Изучена методика определения напряжений электротензометрированием с целью экспериментальной оценки прочности элементов конструкций.

1.Во всех трех опытах отклонения результатов расчета от эксперимента не превышают 5 %. Следовательно, электротензометрирование может эффективно использоваться для экспериментального определения напряжений при оценке прочности элементов конструкций.

2.Расхождения между расчетными и экспериментальными напряжения ми обусловлены рядом принимаемых гипотез при выводе формул для расчета напряжений, а также погрешностями измерения деформаций при электротензометрировании.