medžiagų mechanika - Technologijos fakultetas - Šiaulių universitetas

ŠIAULIŲ UNIVERSITETAS
TECHNOLOGIJOS FAKULTETAS
MECHANIKOS INŽINERIJOS KATEDRA
Artūras Sabaliauskas
MEDŽIAGŲ MECHANIKA
Laboratorinių darbų metodiniai patarimai
Mokomoji knyga
Šiauliai, 2011

Recenzavo: doc. dr. Serg÷jus Rimovskis (ŠU Mechanikos inžinerijos katedra)
lekt. Jonas Roličius (ŠU Statybos inžinerijos katedra)
Spausdinama Šiaulių universiteto Technologijos fakulteto tarybos (2011 m. balandžio 14 d.
Nr.21) nutarimu.
Leidinyje pateikta metodika „Medžiagų mechanikos“ dalyko laboratorinių darbų atlikimui ir
ataskaitų pateikimui. Ši mokomoji knyga skirta mechanikos inžinerijos specialyb÷s nuolatinių ir
ištęstinių studijų bakalauro studijoms.
© A.Sabaliauskas, 2011

TURINYS
ĮVADAS............................................................................................................................................... 4
BENDRA DARBO KOMPIUTERIU TVARKA ................................................................................ 5
TEMPIMO DIAGRAMOS SUDARYMAS ........................................................................................ 7
METALINIO BANDINIO GNIUŽDYMO DIAGRAMOS SUDARYMAS .................................... 13
MEDINIO BANDINIO GNIUŽDYMO DIAGRAMOS SUDARYMAS......................................... 18
TAMPRUMO MODULIO IR PUASONO KOEFICIENTO NUSTATYMAS ................................ 22
MEDŽIAGŲ ŠLYTIES MODULIO NUSTATYMAS ..................................................................... 27
MEDŽIAGŲ BANDYMAS GRYNUOJU LENKIMU .................................................................... 30
3

ĮVADAS
Laboratoriniai darbai viena iš sud÷tinių Medžiagų mechanikos kurso dalių. Pagrindinis
laboratorinių darbų tikslas – supažindinti studentus su konstrukcinių medžiagų mechaniniais
bandymais ir eksperimentiškai patikrinti kai kurių teoriškai gautų formulių teisingumą.
Konstrukcijų ar atskirų jų elementų skaičiavimas negali būti atliktas nežinant pagrindinių
mechaninių medžiagos savybių (stiprumo, plastiškumo, tamprumo ir kt.), bei medžiagos tamprumo
pastoviųjų (tamprumo modulių E, G ir Puasono koeficiento ν ), kurios nustatomos
eksperimentiškai.
Pagal apkrovos pobūdį bandymai skirstomi į statinius, dinaminius ir varginimo. Pagal
apkrovos būdą – tempimo, gniuždymo, kirpimo, sk÷limo, sukimo, lenkimo ir kt. bandymus.
Praktikoje pagrindin÷s mechanin÷s savyb÷s – stiprumas, tamprumas, plastiškumas ir kt. nustatomos
statiniais bandymais.
Šiame leidinyje pateikti metodiniai nurodymai kaip atlikti laboratorinius darbus virtualioje
aplinkoje naudojant programinį paketą COLUMBUS-2007. Virtualūs laboratoriniai darbai leidžia
atlikti eksperimentus su įvairiomis medžiagomis ne tik studentų grupei, bet kiekvienam studentui
individualiai. Kiekvienas eksperimentas įgarsintas jam būdingais garsais. Tod÷l studentas gali
pasijusti kaip tikroje laboratorijoje.
4

BENDRA DARBO KOMPIUTERIU TVARKA
Atidaryti Columbus 2007 bylą. Matysite vienuolikos laboratorinių darbų rinkmenas.
Laboratorinio darbo paleidimui reikia spustel÷ti vieno iš jų exe rinkmenos ikon÷lę.
Kiekvieno laboratorinio darbo atlikimo metu viršutin÷ komandin÷ eilut÷ parodo pagrindinį
laboratorinio darbo išskleidžiamąjį meniu:
Eksperimentas
(Эксперимент)
Stendo valdymas
(Управление стендом)
Nustatymai
(Настройки)
Studentas
(Студент)
Vaizdas
(Вид)
Pagalba
(Помощь)
Po šiuo meniu yra įrankių juosta. Iš pagrindinio išskleidžiamo meniu galima pasirinkti
submeniu (arba tiesiog pasirinkti reikiamus mygtukus iš įrankių juostos):
„EKSPERIMENTAS“:
Naujas eksperimentas
(Новый)
Išsaugoti rezultatų rinkmeną
(Записать файл результатов)
Rezultatų spausdinimas
(Печать результатов)
Spausdinimo peržiūra
(Предпросмотр печати)
Išeiti
(Выход)
Paleidžia naują eksperimentą
Eksperimento rezultatus įrašo į rinkmeną
Eksperimento rezultatų spausdinimas
Leidžia peržiūr÷ti spausdinamus eksperimento rezultatus
ekrane
Užbaigti darbą su programa
Išsaugojimo ir spausdinimo metu atsidaro standartiniai dialogo langai.
„STENDO VALDYMAS“:
Sustabdyti
(Остановить)
Nuleisti traversą
(Опустить траверсу)
Pakelti traversą
(Поднять траверсу)
Paleisti hidraulinį siurblį
(Запустить гидронасос)
Nuleisti hidrocilindro kotą
(Опустить шток гидроцилиндра)
Parinkti bandinio medžiagą
(Выбрать материал образца)
Įd÷ti/išimti bandinį
(Установить / снять образец)
„NUSTATYMAI“:
Eksperimento nustatymai
(Настройки эксперимента)
DirectX nustatymai
(Настройки DirectX для справки)
„STUDENTAS“:
Įvesti duomenis
(Внести личные сведения)
Mašinos sustabdymo komanda
Elektros variklio pagalba traversa nuleidžiama žemyn
Elektros variklio pagalba traversa pakeliama aukštyn
Paleidžiamas hidraulinis siurblys suteikiantis judesį
apkrovos hidrocilindrui
Nuleisti apkrovos hidrocilindro kotą (nuleidžiama
traversa)
Leidžia parinkti bandinio medžiagą
Įstatyti bandinį į mašinos griebtus arba jį išimti
Nustatomos eksperimento sąlygos
Parodo video sistemos nustatymus
Komanda naudojama studento duomenų įvedimui
5

„VAIZDAS“:
Parodyti įrankių juostą
(Показать строку инструментов)
Parodyti būsenos juostą
(Показать строку состояния)
„PAGALBA“
Temos
(Темы)
Apie programą
(О программе)
Parodyti arba pasl÷pti įrankių juostą
Parodyti arba pasl÷pti būsenos juostą
Komanda, kuri paleidžia programos Help rinkmeną
Informacija apie programos versiją ir autorines teises
6

PIRMAS LABORATORINIS DARBAS
TEMPIMO DIAGRAMOS SUDARYMAS
Darbo tikslas: sudaryti medžiagos tempimo diagramą ir gauti mechanines plieno charakteristikas.
Bandymai atliekami tempimo mašina P-50, kurios didžiausia apkrova 490 kN. Tempimas
gaunamas did÷jant atstumui tarp mašinos griebtų. Tempimo mašina aprūpinta savirašiu prietaisu,
kuris automatiškai br÷žia tempimo diagramą parodančią priklausomybę tarp apkrovos ir bandinio
pailg÷jimo. Naudojamas standartinis apvalaus skerspjūvio tempimo bandinys. Naudojami dviejų
ilgių bandiniai: L = 10D
- ilgas bandinys arba L = 5D
- trumpas bandinys. Programoje naudojamas
ilgasis bandinys, kurio cilindrin÷s dalies ilgis lygus L + D . Užspaudus bandinį mašinos griebtuose,
jame susidaro sud÷tingi įtempiai. Kad to išvengti, bandinio galai pagaminti didesnio skersmens.
DARBO ATLIKIMO TVARKA
1. Tuščios tempimo mašinos traversos judesio valdymas
1.1. Įrankių juostoje vieną kartą nuspaudus mygtuką elektros variklio pagalba traversa
keliama į viršų. Traversai sustabdyti – įrankių juostoje nuspausti raudoną mygtuką .
1.1 pav.
1.2. Įrankių juostoje vieną kartą nuspaudus mygtuką elektros variklio pagalba traversa
leidžiama žemyn. Traversai sustabdyti – įrankių juostoje nuspausti raudoną mygtuką .
1.3. Norint nustatyti automatinę traversos pradinę pad÷tį, kurioje galima įstatyti ruošinį, reikia
įrankių juostoje nuspausti
laukelyje pad÷ti varnelę.
2. Ruošinio aprašymas.
mygtuką (arba pasirinkti „NUSTATYMAI“ meniu) ir
2.1. Įrankių juostoje nuspausti mygtuką (arba pasirinkti „NUSTATYMAI“ meniu).
7

1.2 pav.
Atsidariusiame lange galima keisti:
2.1.1. Bandinio skersmenį (pagal nutyl÷jimą d = 0, 02 m).
2.1.2. Bandinio darbinį ilgį (pagal nutyl÷jimą L = 0, 2 m).
2.1.3. Bandymo atlikimo greitį, kurį apsprendžia šie kriterijai:
2.1.3.1. Deformavimo greitis (0,001-0,02 m/min) – vaizdo kitimo greičio ekrane kriterijus.
2.1.3.2. Grafiko taškų skaičius (2-20) siauriausioje deformacijos zonoje – apsprendžia
diagramos br÷žimo tikslumą.
2.1.3.3. Grafiko taškų skaičius (10-10000) rezultatų išsaugojimui rinkmenoje ir grafiko
spausdinimui.
2.1.3.4. Nustatymų rinkmenos vieta pagal nutyl÷jimą.
2.2. Medžiagos parinkimas iš duomenų baz÷s. Paspaudžiamas pilkas bandinio mygtukas .
Atsidaro medžiagų pasirinkimo langas.
1.3 pav.
Medžiagos suskirstytos į klases ir grupes. Grup÷, kurioje yra medžiagos duomenys yra
pažym÷tos „+“ ženklu.
2.3. Bandinio įstatymas į tempimo mašiną. Spaudžiamas raudonas bandinio mygtukas .
Bandinį galima įstatyti, kai mašinos griebtai yra tinkamu vienas nuo kito atstumu. Šis
atstumas nustatomas automatiškai arba traversų pagalba. Kai atstumas tinkamas – mašinos
griebtuose pulsuoja permatomas raudonos spalvos bandinys. Parinkus bandinio medžiagą,
mašinos griebtuose atsiranda pilkos spalvos bandinys.
8

Bandinio įstatyti negalima Galima įstatyti bandinį Bandinys įstatytas
1.4 pav.
Pastaba: po to, kai bandinys įstatomas, jo parametrų keisti nebegalima.
3. Tempimo bandymo režimai. Rekomenduojama eksperimentą atlikti dviem etapais.
3.1. Deformavimas tamprioje zonoje. Nuspausti mygtuką (2.1 punktas) ir atsidariusiame
lange pasirinkti deformavimo greitį 0,001 (2.1.2 p.) ir taškų kiekį lygų 20 (2.1.3. p.).
Paleidžiamas hidrosiurblys . Kursorius iš karto sustoja ties siurblio išjungimu .
1.5. pav.
Nuspaudus hidrosiurblio sustabdymo mygtuką, deformavimas sustabdomas tamprioje
deformavimo zonoje,o bandinį galima nukrauti iki visiško įtempių išnykimo.
3.2. Tampriai plastinių deformacijų zona. Nuspausti mygtuką (2.1 punktas) ir atsidariusiame
lange pasirinkti deformavimo greitį 0,005 (2.1.2 p.) ir taškų kiekį lygų 3 (2.1.3. p.).
Bet kuriuo laiko momentu galima bandinį nukrauti ir nustatyti liekamąją deformaciją. Po to
apkrauti – diagrama kils nukrovimo linija į viršų (histerez÷s kilpos ekrane nesimatys). Toliau
galima apkrovą didinti iki bandinio suirimo.
4. Tempimo bandymo rezultatų pateikimas. Iš diagramos parenkami charakteringi taškai.
Privesti kursorių prie norimo taško ir užrašyti j÷gos ir absoliutin÷s deformacijos reikšmes į
laboratorinio darbo ataskaitos lentelę.
Galima pakeisti diagramos mastelį. Tada galima tiksliau apžiūr÷ti tam tikras diagramos
atkarpas (pvz. takumo aikštelę). Mastelio pakeitimui kursorių nustatyti diagramos ribose ir paspausti
kairį pel÷s klavišą (KPK). Diagrama išsitempia abscis÷s kryptimi ir galima tiksliau nustatyti
proporcingumo ribos ir takumo aikštel÷s pabaigos koordinates. Paspaudus dešinį pel÷s klavišą
9

(DPK) diagrama sugrįžta į pradinę pad÷tį. Esant būtinybei, rezultatus galima atspausdinti.
5. Bandymo rezultatų apdorojimas. Sudaryti diagramą koordinat÷se įtempiai–santykin÷s
deformacijos ir nustatyti pavojingus įtempius.
Kontroliniai klausimai
1. Kokių dydžių ryšį nusako tiesiogin÷ ir sąlygin÷ tempimo diagramos
2. Ką nusako mechanin÷s medžiagų savyb÷s
3. Kas yra tempimo diagramos charakteringieji taškai
4. Kokius pagrindinius įrengimus turi tempimo bandymų mašinos
5. Kokios deformacijos vadinamos tampriosiomis ir kokios – plastiškosiomis
6. Kokie naudojami bandiniai tempimo bandymui
7. Kuo skiriasi plastiškų ir trapių medžiagų tempimo bandymų diagramos
8. Kokios deformacijos vadinamos tampriosiomis ir kokios – plastiškosiomis
10

PIRMO LABORATORINIO DARBO ATASKAITA
TEMPIMO DIAGRAMOS SUDARYMAS
1. Darbo tikslas: sudaryti užduotų medžiagų tempimo diagramas.
2. Naudojama įranga – universali tempimo mašina GMS-50.
3. Bandinio geometriniai parametrai: skersmuo 20 mm; darbin÷s dalies ilgis 200 mm.
Bandinio skerspjūvio plotas prieš bandymą
1.1 pav. Bandinio eskizas
π ⋅ d
A0
=
4
2
0
= ................m 2
4. Reikšmių gautų programa Columbus 2007 apdorojimas
1 lentel÷. Diagramos F-∆L reikšm÷s
Eil.
Diagramos taškų koordinat÷s
Nr.
1 Proporcingumo ribos j÷ga F
pr
, kN
2 Takumo ribos j÷ga F
y
, kN
3 Stiprumo ribos j÷ga F
u
, kN
4 Trūkimo ribos j÷ga F
fr
, kN
5 Proporcingumo ribos absoliutin÷ deformacija ∆ Lpr
, m
6 Takumo aikštel÷s pabaigos absoliutin÷ deformacija ∆ Ly
7 Stiprumo ribos absoliutin÷ deformacija ∆ Lu
, m
8 Trūkimo ribos absoliutin÷ deformacija ∆ L
fr
, m
, m
Medžiaga
F, kN
0 ∆L, m
1.2 pav. Medžiagų diagramos F-∆L koordinat÷se
11

5. Eksperimento rezultatų apdorojimas
2 lentel÷. Diagramos σ-ε reikšm÷s
Eil.
Diagramos taškų koordinat÷s
Nr.
Medžiaga
1 Proporcingumo riba
σ = pr
F pr
A 0
, MPa
2 Takumo riba
σ
y
=
F y
A 0
, MPa
3 Stiprumo riba
4 Trūkimo riba
σ = F u
u
A 0
Ffr
S
fr
=
A 0
, MPa
, MPa
5 Proporcingumo ribos santykin÷ deformacija
6 Takumo aikštel÷s pabaigos santykin÷ deformacija
7 Stiprumo ribos santykin÷ deformacija
8 Trūkimo ribos santykin÷ deformacija
σ, MPa
ε
pr
∆
ε
u
=
L
∆
ε
fr
=
L
L u
L fr
∆L =
pr
L
∆
ε
y
=
L
L y
0 ε
1.3 pav. Medžiagų diagramos σ-ε koordinat÷se
Išvados:
12

ANTRAS LABORATORINIS DARBAS
METALINIO BANDINIO GNIUŽDYMO DIAGRAMOS SUDARYMAS
Darbo tikslas: sudaryti medžiagų gniuždymo diagramas ir nustatyti mechanines plieno ir ketaus
charakteristikas.
Gniuždymas nuo tempimo skiriasi veikiančių j÷gų kryptimis. Iki pro porcingumotamprumo
ribos medžiagų pasipriešinimas tiek tempimui tiek gniuždymui yra maždaug vienodas.
Viršijus tamprumo ribą, did÷ja skersin÷ deformacija, tod÷l bandinys priešinasi jai ne vien d÷l
medžiagos sustipr÷jimo, bet ir d÷l padid÷jusio bandinio skerspjūvio. D÷l to iki tamprumo ribos
tempimo ir gniuždymo diagramos panašios, o pasiekus plastinę deformaciją diagramų vaizdas labai
keičiasi.
Gniuždomos tik trapios medžiagos, nes plastiškos – nesuyra. Nuosekliai didinant apkrovą,
plastiškų medžiagų bandinių skerspjūvis d÷l did÷jančios skersin÷s deformacijos labai išsiplečia ir
bandiniai galiausiai susiploja, neatsiradus suirimo žymių, tod÷l negalima nustatyti šių medžiagų
stiprumo ribos. Tačiau ir trapioms medžiagoms būdinga tik viena charakteristika – stiprumo riba
gniuždant σ uc , kuri daugumai šios rūšies medžiagų yra daug didesn÷ už stiprumo ribą tempiant
( σ
uc
> σ
u
).
Apskritai medžiagų skirstymas į trapias ir plastiškas yra sąlyginis, nes ta pati medžiaga,
esant skirtingoms sąlygoms, gali deformuotis ir kaip trapi, ir kaip plastiška, pvz., tempiamas ketaus
bandinys didelio sl÷gio aplinkoje nutrūksta susidarant kakleliui, o minkštasis plienas žemoje
temperatūroje suyra kaip ketus.
Net ir trapių medžiagų gniuždymo bandymų rezultatai gaunami netikslūs d÷l šių
priežasčių:
a) gniuždančią apkrovą sunku tiksliai centruoti pagal bandinio ašį: tuomet įtempiai
skerspjūvyje pasiskirsto netolygiai, ir bandinys gali išlinkti;
b) neįmanoma visiškai panaikinti trinties tarp gniuždančios mašinos plokščių ir bandinio
galų. Ši trintis varžo skersinę bandinio deformaciją, sukeldama papildomų įtempių. Kuo bandinys
trumpesnis, tuo trinties j÷gos turi didesnę įtaką.
Gniuždymui naudojami palyginti trumpi bandiniai. Betono, akmens bandiniai gaminami
kubo formos, o metalų bandiniai – cilindro formos, kurių ilgis L ≤ 5d
. Bandant ilgesnius bandinius,
pastarieji išlinksta, o bandant trumpesnius, d÷l min÷tos antrosios priežasties gaunami ne tokie
tikslūs rezultatai.
Gniuždant trapių metalų bandinius, pastarieji, iš pradžių trump÷dami, įgauna statinait÷s
formą, kurios išgaubtumo dydis charakterizuoja min÷tos trinties ir bandomos medžiagos
plastiškumo įtaką. Apkrovai pasiekus kritinę reikšmę, bandinys suyra staiga, atsiradus maždaug 45°
kampu į bandinio ašį orientuotiems plyšiams. Panašiai suyra ir betono bandiniai, tačiau, sutepus jų
galų ir mašinos plokščių paviršius parafinu, jie suyra maždaug vertikaliais sluoksniais. Pagal 2-ją
stiprumo teoriją, suirimo priežastimi laikoma santykin÷ deformacija, šiuo atveju viršijanti
leistinosios santykin÷s deformacijos ribas.
Bandymai atliekami hidrauliniu presu PG-100. Norint gauti rezultatus, kurie tiksliau
nusakytų medžiagos mechanines charakteristikas, bandymus reikia atlikti nustatytomis sąlygomis ir
naudoti standartinių matmenų bandinius (žr. 2.1 lentelę).
2.1 lentel÷. Gniuždomų bandinių matmenys
Medžiaga
Matmuo
Plienas (cilindras) h = d = 2 cm
Ketus (cilindras) h = d = 2 cm
Lauko akmuo 7 × 7 × 7 cm 3
Cementiniai akmenys (tirpalas) 7 × 7 × 7 cm 3
Betonas (kubas) 20 × 20 × 20 − 30×
30×
30 cm 3
Plyta (perpjauta pusiau) 12× 12 cm 2
13

DARBO ATLIKIMO TVARKA
1. Viršutinio preso stalo valdymas. Stalo valdymas analogiškas tempimo bandymui.
2. Bandinio įstatymas į gniuždymo presą.
2.1. Įrankių juostoje nuspausti mygtuką (arba pasirinkti „NUSTATYMAI“ meniu).
Nustatymai gniuždymui analogiški 2.1.1-2.1.3 tempimo bandymo nustatymams. Tačiau
gniuždymo atveju reikia pasirinkti deformacijas plienui (сталь) arba ketui (чугун).
Deformacijos tipo pasirinkimas nulemia bandinio formą, matmenis ir rūšį.
2.1 pav.
2.2. Medžiagos parinkimas. Medžiaga parenkama analogiškai tempimo bandymui.
2.2 pav.
2.3. Bandinio įstatymas į presą. Spaudžiamas raudonas bandinio mygtukas . Bandinį galima
įstatyti, kai mašinos griebtai yra tinkamu vienas nuo kito atstumu. Šis atstumas nustatomas
automatiškai arba traversų pagalba. Kai atstumas tinkamas – mašinos griebtuose pulsuoja
permatomas raudonos spalvos cilindriškas bandinys. Parinkus bandinio medžiagą, mašinos
griebtuose atsiranda pilkos spalvos bandinys.
3. Gniuždymo bandymo režimai. Nuspausti mygtuką. „NUSTATYMAI“ lange bandinio
matmenys nustatyti pagal pasirinktą deformacijų tipą (plienas – ketus). Esant reikalui
nustatymus galima keisti. Tačiau būtina nustatyti plienui deformavimo greitį 0,002 m/min (žr.
2.1 pav.), grafiko taškų skaičių siauriausioje deformacijų zonoje lygų 3; ketui deformavimo
greitį 0,003 m/min, grafiko taškų skaičių siauriausioje deformacijų zonoje lygų 2 (žr. 2.1 pav.).
4. Gniuždymo bandymo rezultatų pateikimas. Iš diagramos parenkami charakteringi taškai.
Privesti kursorių prie norimo taško ir užrašyti j÷gos ir absoliutin÷s deformacijos reikšmes į
laboratorinio darbo ataskaitos lentelę.
14

5. Bandymo rezultatų apdorojimas. Sudaryti diagramą koordinat÷se įtempiai–santykin÷s
deformacijos.
Kontroliniai klausimai
1. Kokie bandiniai naudojami bandant medžiagas gniuždant
2. Kaip atrodo gniuždymo diagramos ir kokios stiprumo charakteristikos nustatomos gniuždant
bandinius pagamintus iš plastiškų ir trapių medžiagų
3. Kuo skiriasi gniuždymas nuo tempimo
4. Kod÷l ribojamas gniuždomų bandinių ilgis
5. Kokia trapių medžiagų suirimo priežastis ir pobūdis
15

ANTRO LABORATORINIO DARBO ATASKAITA
METALINIO BANDINIO GNIUŽDYMO DIAGRAMOS SUDARYMAS
1. Darbo tikslas: sudaryti nurodytų medžiagų gniuždymo diagramas.
2. Naudojama įranga – hidraulinis presas PG-100A.
3. Bandinio geometriniai parametrai: skersmuo 20 mm; aukštis 20 mm.
Bandinio skerspjūvio plotas prieš bandymą
2.1 pav. Bandinio eskizas prieš ir po deformavimo
π ⋅ d
A0
=
4
2
0
= ................m 2
4. Reikšmių gautų programa Columbus 2007 apdorojimas
1 lentel÷. Diagramos F-∆L reikšm÷s
Eil.
Diagramos taškų koordinat÷s
Nr.
1 Proporcingumo ribos j÷ga F
pr
, kN
2 Takumo ribos j÷ga F
y
, kN
3 Stiprumo ribos j÷ga F
u
, kN
4 Suirimo ribos j÷ga F
fr
, kN
5 Proporcingumo ribos absoliutin÷ deformacija ∆ Lpr
, m
6 Takumo aikštel÷s pabaigos absoliutin÷ deformacija ∆ Ly
7 Stiprumo ribos absoliutin÷ deformacija ∆ Lu
, m
8 Suirimo ribos absoliutin÷ deformacija ∆ L
fr
, m
, m
Medžiaga
F, kN
0 ∆L, m
2.2 pav. Medžiagų diagramos F-∆L koordinat÷se
16

5. Eksperimento rezultatų apdorojimas
2 lentel÷. Diagramos σ-ε reikšm÷s
Eil.
Diagramos taškų koordinat÷s
Nr.
Medžiaga
1 Proporcingumo riba
σ = pr
F pr
A 0
, MPa
2 Takumo riba
σ
y
=
F y
A 0
, MPa
3 Stiprumo riba
4 Suirimo riba
σ = F u
u
A 0
Ffr
S
fr
=
A 0
, MPa
, MPa
5 Proporcingumo ribos santykin÷ deformacija
6 Takumo aikštel÷s pabaigos santykin÷ deformacija
7 Stiprumo ribos santykin÷ deformacija
8 Suirimo ribos santykin÷ deformacija
σ, MPa
ε
pr
∆
ε
u
=
L
∆
ε
fr
=
L
L u
L fr
∆L =
pr
L
∆
ε
y
=
L
L y
0 ε
2.3 pav. Medžiagų diagramos σ-ε koordinat÷se
Išvados:
17

TREČIAS LABORATORINIS DARBAS
MEDINIO BANDINIO GNIUŽDYMO DIAGRAMOS SUDARYMAS
Darbo tikslas: sudaryti medžiagos gniuždymo diagramą ir gauti mechanines medžio
charakteristikas.
Medis yra anizotropin÷ medžiaga, tod÷l medžio gniuždymo diagramos pobūdis priklauso
nuo to, kaip orientuotas medžio bandinys. Gniuždant išilgai medžio plaušo, pradžioje pasireiškia
tamprios deformacijos ir diagramos pobūdis yra tiesialinijinis. Bandinio suirimas įvyksta d÷l
vietinio sluoksnių stabilumo praradimo.
Gniuždant medieną skersai sluoksnių nedidele apkrova, diagramos pobūdis taip pat yra
tiesialinijinis (deformacijos did÷ja proporcingai apkrovai). Tačiau v÷liau deformacija staigiai did÷ja,
o apkrova beveik nekinta – bandinys susipresuoja. Suirimo apkrova nustatoma apytiksliai. Ji
priimama tokio dydžio, kada bandinys suspaudžiamas 1/3 savo pradinio aukščio.
Medienos pasipriešinimas gniuždymui išilgai plaušo yra 8-10 kartų didesnis nei gniuždant
skersai plaušo.
DARBO ATLIKIMO TVARKA
1. Preso viršutinio stalo valdymas. Stalo valdymas analogiškas tempimo bandymui.
2. Bandinio įstatymas į gniuždymo presą.
2.1. Įrankių juostoje nuspausti mygtuką (arba pasirinkti „NUSTATYMAI“ meniu).
Nustatymai gniuždymui analogiški 2.1.1-2.1.3 tempimo bandymo nustatymams. Tačiau
gniuždymo atveju reikia pasirinkti deformacijas medis išilgai plaušo (дерево вдоль
волокон) arba medis skersai plaušo (дерево поперек волокон). Deformacijos tipo
pasirinkimas nulemia bandinio formą, matmenis ir rūšį.
3.1 pav.
2.2. Medžiagos parinkimas. Medžiaga parenkama analogiškai tempimo bandymui.
3.2 pav.
18

2.3. Bandinio įstatymas į presą. Spaudžiamas raudonas bandinio mygtukas . Bandinį
galima įstatyti, kai mašinos griebtai yra tinkamu vienas nuo kito atstumu. Šis atstumas
nustatomas automatiškai arba traversų pagalba. Kai atstumas tinkamas – mašinos
griebtuose pulsuoja permatomas raudonos spalvos prizminis bandinys. Parinkus bandinio
medžiagą, mašinos griebtuose atsiranda pilkos spalvos bandinys.
Galima įstatyti bandinį
Bandinys įstatytas
3.3 pav.
3. Gniuždymo bandymo režimai. Nuspausti mygtuką. „NUSTATYMAI“ lange bandinio
matmenys nustatyti pagal pasirinktą deformacijų tipą (išilgai plaušo – skersai plaušo). Esant
reikalui nustatymus galima keisti. Tačiau būtina nustatyti medžiui išilgai plaušo
deformavimo greitį 0,001 m/min (žr. 3.1 pav.), grafiko taškų skaičių siauriausioje
deformacijų zonoje lygų 7; medžiui skersai plaušo deformavimo greitį 0,001 m/min, grafiko
taškų skaičių siauriausioje deformacijų zonoje lygų 2 (žr. 3.1 pav.).
4. Gniuždymo bandymo rezultatų pateikimas. Iš diagramos parenkami charakteringi taškai.
Privesti kursorių prie norimo taško ir užrašyti j÷gos ir absoliutin÷s deformacijos reikšmes į
laboratorinio darbo ataskaitos lentelę.
5. Bandymo rezultatų apdorojimas. Sudaryti diagramą koordinat÷se įtempiai–santykin÷s
deformacijos.
Kontroliniai klausimai
1. Kokios medžiagos vadinamos anizotropin÷mis Nurodykite jų ypatumus gniuždant.
2. Kaip skiriasi medienos stiprumas gniuždant skersai ir išilgai pluošto
3. Kaip deformuojasi ir suyra gniuždomi bandiniai
4. Kas turi įtakos gniuždymo bandymų tikslumui
19

TREČIO LABORATORINIO DARBO ATASKAITA
MEDINIO BANDINIO GNIUŽDYMO DIAGRAMOS SUDARYMAS
1. Darbo tikslas: sudaryti medžiagos gniuždymo diagramą ir gauti mechanines medžio
charakteristikas.
2. Naudojama įranga – hidraulinis presas PG-100A.
3. Bandinio geometriniai parametrai: eglinis kubelis 5x5x5 cm.
3.1 pav. Bandinio eskizas prieš ir po deformavimo
Bandinio skerspjūvio plotas prieš bandymą
A 0
= b×
h = ................m 2
4. Reikšmių, gautų programa Columbus 2007, apdorojimas
1 lentel÷. Diagramos F-∆L reikšm÷s
Eil.
Diagramos taškų koordinat÷s
Nr.
1 Proporcingumo ribos j÷ga F
pr
, kN
2 Suirimo ribos j÷ga F
fr
, kN
3 Proporcingumo ribos absoliutin÷ deformacija ∆ Lpr
4 Suirimo ribos absoliutin÷ deformacija ∆ L
fr
, m
, m
Medis
Išilgai pluošto Skersai pluošto
F, kN
0 ∆L, m
3.2 pav. Medžiagų diagramos F-∆L koordinat÷se
20

5. Eksperimento rezultatų apdorojimas
2 lentel÷. Diagramos σ-ε reikšm÷s
Eil.
Diagramos taškų koordinat÷s
Nr.
Medis
Išilgai pluošto Skersai pluošto
1 Proporcingumo riba
2 Suirimo riba
S
fr
=
σ = pr
F
fr
A 0
F pr
A 0
, MPa
, MPa
3 Proporcingumo ribos santykin÷ deformacija
4 Suirimo ribos santykin÷ deformacija
σ, MPa
ε
pr
∆
ε
fr
=
L
L fr
∆
=
L
L pr
0 ε
3.3 pav. Medžiagų diagramos σ-ε koordinat÷se
Išvados:
21

KETVIRTAS LABORATORINIS DARBAS
TAMPRUMO MODULIO IR PUASONO KOEFICIENTO NUSTATYMAS
Darbo tikslas: eksperimentiškai nustatyti plieno tamprumo modulį ir Puasono koeficientą tempiant.
Bandymai atliekami tempimo mašina P-50, kurios didžiausia apkrova 490 kN. Tempimas
gaunamas did÷jant atstumui tarp mašinos griebtų. Plieno ir kai kurių kitų medžiagų tamprumo
modulio ir Puasono koeficiento reikšmių nustatymui dažniausiai gaminami ir naudojami plokšti
bandiniai su siauro stačiakampio formos skerspjūviais. Bandinio darbin÷s dalies ilgis 0,23 m. Likę
bandinio gabaritai 0,0006x0,03 m.
Tamprumo modulis gali būti nustatomas tiek bandinį tempiant tiek gniuždant. Kai
proporcingumo riba neviršijama, deformacijos yra labai mažos, tod÷l tikslinga naudoti ilgesnius
bandinius, tačiau pastaruosius patogiau bandyti tempiant, nes gniuždant jie būna nepakankamai
stabilūs (gali išlinkti). Apskritai bandiniams standartų n÷ra: jų forma ir matmenys priklauso nuo
mašinos galios ir deformacijų matavimo prietaisų tikslumo. Mažoms deformacijoms matuoti
naudojami specialūs prietaisai – tenzometrai, kurie pagal konstrukciją ir veikimo principą skirstomi
į optinius-mechaninius, mechaninius-indikatorinius, elektrinius ir kt. Tikslesni rezultatai gaunami
naudojant didel÷s baz÷s tenzometrus.
Baz÷ – tai atstumas tarp bandinio atitinkamo matmens dviejų taškų, tarp kurių matuojama
deformacija.
Ant plokščių bandinių patogu tvirtinti tenzometrus skersin÷ms deformacijoms matuoti. Prie
bandinio paprastai tvirtinami du tenzometrai išilgin÷ms ir du skersin÷ms deformacijoms matuoti.
Tenzometrai tvirtinami priešingose bandinio pus÷se, kurių baz÷ s = 0, 02 m. Toks tenzometrų
išd÷stymas sumažina išilginių deformacijų matavimo paklaidas. Tenzokeitiklių pagalba galima
nustatyti bandinio s dalies absoliutinę deformaciją. Tenzometrų pagalba matuojamas ∆ s atkarpos
absoliutinis pailg÷jimas ir apskaičiuojama baz÷s vidutin÷ santykin÷ išilgin÷ deformacija ε = ∆s / s .
Šiame darbe naudojami elektriniai tenzometrai, kurie sudaryti iš konstantano (vario-nikelio
lydinio) 0,02 mm skersmens vielut÷s sulankstytos kilput÷mis ir priklijuotos ant plono popieriaus.
Tenzometras turi išeinančius kontaktus ir jais jungiamas į matavimo schemą. Ant viršaus
klijuojamas apsauginis popieriaus lapelis. Daviklis specialiais klijais klijuojamas prie bandinio.
Tokio daviklio varža yra 150 omų.
4.1 pav.
Tempiant arba gniuždant bandinį, kartu su juo deformuojasi ir vielut÷. Deformuojantis
vielutei, kinta jos skerspjūvio plotas, o kartu ir jos elektrin÷ varža. Daviklio varžos pokytis
dažniausiai matuojamas naudojant elektrinį tiltelį.
Tenzokeitiklių bazių absoliutinių deformacijų dydis, padidintas 10 5 karto, rodomas
deformacijų skaitiniame indikatoriuje. Matavimo vienetai – metrai. Galima nuosekliai peržiūr÷ti
kiekvieno daviklio parodymus.
Juosta apkraunama taip: hidrosistemoje sukeliamas sl÷gis (kontroliuojama manometru);
sl÷gis paleidžia hidrovariklį, kuris per reduktorių suka sraigtą, o šis leidžia jud÷ti griebtams.
Apkrovos j÷ga paskaičiuojama pagal formulę:
22

p ⋅ q ⋅u
F = 2 π ,
R ⋅tgα
čia p – sl÷gis, Pa; q – hidrovariklio tūrin÷ konstanta, m 3 /rad; u – reduktoriaus perdavimo skaičius;
R – sraigto spindulys, m; α – sraigto vijos kilimo kampas.
Pagal nutyl÷jimą, kai p = 1MPa → F = 5, 7 kN.
Laboratorinio darbo metu nustatomos skersin÷s ir išilgin÷s deformacijos.
DARBO ATLIKIMO TVARKA
1. Apkrovimas ir eksperimentinių rezultatų pateikimas.
1.1. Paleisti hidraulinį siurblį .
1.2. Nuspausti - apkrovimas.
1.3. Kai dinamometro rodykl÷ pasiekia 4 kN, sustabdyti siurblį .
1.4. Kanalų perjungimui spausti . Perjungiant kanalus bus įrašomi jų duomenys padidinti 10 5
karto.
1.5. Pakartoti 1.2 - 1.4 punktus palaipsniui didinant j÷gą iki 20 kN.
2. Bandymo rezultatų apdorojimas.
2.1. Į bandymų žurnalą surašyti tenzojutiklių parodymus ir apskaičiuoti jų vidurkius
vid vid vid vid
∆ T1 ; ∆T2
; ∆T3
; ∆T4
.
2.2. Apskaičiuojamos vidutin÷s absoliutin÷s išilgin÷s ir skersin÷s deformacijos:
vid vid
( ∆Т1
+ ∆Т
3
) −5
iši lg.
=
10
∆s ;
2
vid vid
( ∆Т
2
+ ∆Т
4
) −5
s ker s.
=
10
∆s .
2
2.3. Apskaičiuojamos santykin÷s išilgin÷s ir skersin÷s deformacijos, esant s = 0, 02 m bazei:
ε = ∆s iši lg.
/ 0,02 ; ε
t
= ∆s s ker s.
/ 0, 02.
2.4. Apskaičiuoti Puasono koeficientą:
ε
t
ν = .
ε
2.5. Apskaičiuoti bandinio skerspjūvio plotą:
A = b × h .
2.6. Apskaičiuojami normaliniai skerspjūvio įtempiai:
σ = N / A .
2.7. Apskaičiuojamas tamprumo modulis:
E = σ / ε .
23

Kontroliniai klausimai
1. Kokią medžiagos savybę charakterizuoja tamprumo modulis
2. Kokį dydį bandymo metu reikia nustatyti tamprumo moduliui apskaičiuoti
3. Ką apibūdina absoliutin÷ ir santykin÷ išilgin÷ bei skersin÷ deformacijos
4. Kod÷l nustatant tamprumo modulį ir Puasono koeficientą įtempiai neturi viršyti
proporcingumo ribos
5. Ką išreiškia Puasono koeficientas ir kokios jo kitimo ribos
6. Ką vadiname tenzometro baze
24

KETVIRTO LABORATORINIO DARBO ATASKAITA
TAMPRUMO MODULIO IR PUASONO KOEFICIENTO NUSTATYMAS
1. Darbo tikslas: eksperimentiškai nustatyti plieno tamprumo modulį ir Puasono koeficientą
tempiant.
2. Naudojama įranga – universali tempimo mašina P-50.
3. Bandinio geometriniai parametrai: skerspjūvio plotis 6 mm; skerspjūvio aukštis 30 mm;
darbin÷s dalies ilgis 230 mm.
4.1 pav. Tenzorezistorinių keitiklių išd÷stymo schema
4. Reikšmių, gautų programa Columbus 2007, apdorojimas
Apkrova
F, kN
4
T 1 ∆T 1 T 2 ∆T 2 T 3 ∆T 3 T 4 ∆T 4
8
12
16
20
T 1
=
∆T vid
2
=
∆T vid
3
=
∆ vid =
∆ vid
5. Skaičiavimo rezultatai
∆s
∆s
( ∆Т
=
+ ∆Т
2
vid vid
1 3 −5
iši lg.
10
( ∆Т
=
+ ∆Т
2
vid vid
2 4 −5
s ker s.
10
ε = ∆ / 0, 02 =
s išilg.
ε = ∆ / 0, 02 =
t
s s ker s.
)
)
=
=
T 4
25

ε
t
ν = ε
=
A = b×
h =
σ = N / A =
E = σ / ε =
Išvados:
26

PENKTAS LABORATORINIS DARBAS
MEDŽIAGŲ ŠLYTIES MODULIO NUSTATYMAS
Darbo tikslas: nustatyti bandomų medžiagų šlyties modulį sukant.
Nustatant medžiagos šlyties modulio reikšmę eksperimentiniu būdu, bandinio matmenys
standartais nenormuojami.
5.1 pav.
Bandinys vienu galu įtvirtintas griebte nejudamai. Kitas bandinio galas įtvirtintas griebte,
per kurį apkraunamas sukimo momentu. Sukimo momentas sukeliamas dedant svarsčius ant
apkrovimo svirties l÷kštel÷s. Kad bandinys nelinktų, jo laisvasis galas paremiamas rutuliniu guoliu.
Dviejose vietose (atstumas tarp jų l = 1/ 3L
) prie bandinio privirinti du r÷meliai, tarp kurių
tvirtinamas indikatorius, nutolęs nuo veleno ašies atstumu R. Apkrovus bandinį, prie jo privirintų
r÷melių galai indikatoriaus ašies atžvilgiu pasislenka skirtingais dydžiais. Šio skirtumo dydį ∆ h
galima apskaičiuoti pagal indikatoriaus parodymus T:
∆ h = T ⋅ k ,
čia k = 0, 00001m – skal÷s padalos vert÷.
Kadangi visi poslinkiai lyginant su veleno ilgiu yra gan÷tinai maži, galima laikyti, kad ∆ h
nukreiptas statmenai spinduliui R – atstumui tarp veleno ir indikatoriaus ašies. Tada galima išreikšti
bendrą skirtingų skerspjūvių sąsūkos kampą išilgin÷s ašies atžvilgiu:
ϕ ≈ tg ϕ = ∆h
/ R = T ⋅ k / R .
Apkraunant veleną konkrečia apkrova F, gaunamas sukimo momentas M = FL , kuris
sukelia dviejų skerspjūvių, nutolusių vienas nuo kito atstumu l, pasisukimą kampu ϕ vienas kito
atžvilgiu.
Šio darbo rezultatus galima panaudoti nustatant medžiagos tamprumo modulį šlyties
atveju. Teoriškai sąsūkos kampas apskaičiuojamas taip:
M ⋅l
ϕ = .
G ⋅
I p
Tada šlyties modulis:
27

M ⋅l
G = . ϕ ⋅
I p
DARBO ATLIKIMO TVARKA
1. Eksperimento nustatymai. Įrankių juostoje nuspausti mygtuką (arba pasirinkti
„NUSTATYMAI“ meniu).
5.2 pav.
Atsidariusiame lange galima keisti tokius parametrus:
1.1. Veleno ilgis (Длина вала) keičiamas nuo 0,005 iki 5 m.
1.2. Veleno skersmuo (Диаметр вала) keičiamas nuo 0,01 iki 0,1 m.
1.3. Atstumas tarp veleno ir indikatoriaus ašių (Расстояние между осью вала и осью
индикатора) keičiamas nuo 0,1 iki 0,5 m.
1.4. Vieno svarelio svoris (Вес одного грузика) gali kisti nuo 2 iki 100 N.
1.5. Apkrovimo svirties ilgis (Длина рычага нагрузки) kinta nuo 1 iki 5 m.
1.6. Veleno medžiaga (Материал вала). Galima pasirinkti plieną, aliuminio lydinį arba titaną
(сталь, алюминиевый сплав, титан).
2. Nuspausti - apkrovimas. Padedamas 1 kg svarstis ant svarsčio l÷kštel÷s.
3. Indikatoriaus parodymus užrašyti į lentelę.
4. 2 ir 3 punktus pakartoti kelis kartus.
5. Įrankių juostoje vieną kartą nuspaudus mygtuką nuimamas vienas svarstis. Nuimti visus
svarsčius.
6. Gautus eksperimento rezultatus apdoroti lentel÷je ir apskaičiuoti šlyties modulį.
Kontroliniai klausimai
1. Koks ryšys yra tarp sukimo momento ir susisukimo kampo
2. Kaip pasikeis susisukimo kampas, jei bandomo strypo skersmenį sumažinsime du kartus
3. Kokią įtaką susisukimo kampui turi bandinio ilgis
4. Kokį d÷snį galima patikrinti apkraunant bandinį vienodais sukimo momento laiptais
28

PENKTO LABORATORINIO DARBO ATASKAITA
MEDŽIAGŲ ŠLYTIES MODULIO NUSTATYMAS
1. Darbo tikslas: nustatyti bandomų medžiagų šlyties modulį sukant.
2. Naudojama įranga – sukimo įrenginys.
3. Bandinio medžiaga – plienas.
4. Duomenys bandymui: bandinio skersmuo 0,016m; atstumas tarp veleno ir indikatoriaus ašių –
0,1m; apkrovimo svirties ilgis 1m; svarelio mas÷ 0,01 kN.
5. Reikšmių gautų programa Columbus 2007 apdorojimas
Sukimo momentas
kNm
M s ,
Sukimo momento pokytis
∆ , kNm
M s
Indikatoriaus rodmuo
T
Indikatoriaus rodmens
pokytis ∆ T
∆T
vid
=
n
∑
i=
1
∆T
n
i
=
Sąsūkos kampas:
∆
∆ϕ
=
T vid
⋅ k
R
=
Polinis inercijos momentas:
4
π ⋅ d
Ip = 32
=
Šlyties modulis:
∆M
s
⋅l
G =
∆ϕ
⋅ I
p
=
Išvados:
29

ŠEŠTAS LABORATORINIS DARBAS
MEDŽIAGŲ BANDYMAS GRYNUOJU LENKIMU
Darbo tikslas: nustatyti normalinius įtempius dvit÷jin÷s sijos skerspjūvyje, bei apskaičiuoti įlinkį ir
deviaciją esant grynajam lenkimui.
Eksperimentiniam lenkiamos sijos bet kurio pjūvio normalinių įtempių nustatymui
dažniausiai imama stačiakampio arba dvit÷jinio skerspjūvio sija, kurios medžiaga vienodai
priešinasi tempimui ir gniuždymui. Tokioje sijoje neutralus sluoksnis sutampa su horizontalia
skerspjūvio simetrijos ašimi.
Išorinių apkrovų veikiama, sija išlinksta. Jos skerspjūvių centrai pasislenka statmena sijos
ašiai kryptimi, o patys skerspjūviai, pasilikdami (pagal plokščiųjų pjūvių hipotezę) statmeni ašiai, –
pasisuka. Linijiniai skerspjūvių centrų poslinkiai kryptimi, statmena sijos išilginei ašiai, vadinami
įlinkiais f (cm).
Nuo išorinių apkrovų deformuotoji strypo ašis, vadinama įlinkių kreive.
Sijos skerspjūvių pasisukimo kampai (kampiniai poslinkiai) vadinami deviacijomis ϕ
(rad).
Kai neviršijama tamprumo riba, abu sijų poslinkius apibūdinantys dydžiai yra maži, tod÷l
matuojami specialiais prietaisais – tenzometrais. Žinant sijos neutralaus sluoksnio pad÷tį, galima
patogiai ir efektyviai išd÷styti tenzometrus sijos aukštyje.
Sijos medžiagos linijin÷ms deformacijoms matuoti naudojami įvairių konstrukcijų
tenzometrai. Plienin÷ms neaukšto skerspjūvio sijoms geriausiai tinka elektriniai tenzometrai su
vieliniais varžos davikliais (žr. 4 lab.).
Dviatram÷s sijos (specialus stendas), poslinkiams nustatyti naudojami indikatoriniai
tenzometrai. Stendas-sija apkraunama viduryje pridedama koncentruota j÷ga. Matuojami
didžiausias įlinkis ir didžiausia deviacija. Didžiausias įlinkis gaunamas sijos viduryje, kuris
nustatomas tiesiogiai matuojant tenzometru. Didžiausios, šiuo atveju tarpusavyje lygios, deviacijos
gaunamos abiejose atramose. Vienoje iš jų deviacija matuojama taip pat tenzometru, bet per
pasisukančią svirtį.
Tanzodavikliai priklijuoti penkiuose sijos taškuose skirtinguose aukščiuose nuo neutralios
ašies:
y = −h
2; y = −h
/ 4; y = 0; y = h / 4; y = / 2 .
1
/
2
3 4
5
h
Absoliutinių deformacijų tenzometrų bazių dydis padidintas 10 5 karto rodomas skaitiniame
deformacijų indikatoriuje (metrais). Galima peržiūr÷ti kiekvieno indikatoriaus parodymus.
Apkraunama hidrauliniu domkratu, o apkrova kontroliuojama manometru, rodančiu
hidrosistemos sl÷gį, arba dinamometru.
6.1 pav.
30

DARBO ATLIKIMO TVARKA
1. Parametrų nustatymas. Įrankių juostoje nuspausti mygtuką (arba pasirinkti
„NUSTATYMAI“ meniu).
6.2 pav.
Šiame meniu galima pasirinkti:
1.1. Tvit÷jin÷s sijos profilio numerį (Двутавр №).
1.2. Inercijos ir atsparumo momentus (I x , W x ).
1.3. Sijos medžiagą (Материал).
1.4. Tamprumo modulį (E).
1.5. Takumo ribą (Предел текучести).
1.6. Tenzodaviklio atstumą nuo atramos (Расстояние от опоры).
1.7. Tenzometro bazę (База тензометра).
1.8. Tenzodaviklių baz÷s koeficientą padidinantį absoliutinę deformaciją (Коэффициент
увеличения абсолютной деформации базы тензодатчика).
1.9. Tenzodaviklių nuotolį nuo neutral÷s (Ордината относительно нейтральной оси).
1.10. Atstumą tarp atramų (Растояние между опорами).
1.11. Hidrocilindro koto skerspjūvio plotą (Площадь поршня гидроцилиндра).
1.12. Atstumą nuo atramos ašies iki konsol÷s indikatoriaus ašies (Растояние от оси опоры до
оси индикатора на консоли).
2. Paleisti hidraulinį siurblį .
3. Nuspaudus įrankių juostoje laikyti tol, kol manometro rodykl÷ parodys 2MPa (atitinka
2kN matuojant dinamometru).
4. Kanalų perjungimui spausti . Perjungiant kanalus įrašyti tenzodaviklių T 1 -T 5 duomenis
padidintus 10 5 karto į lentelę.
6.3 pav.
31

5. Į tą pačią lentelę surašyti indikatorių Nr.1 (antras darbiniame lauke) ir Nr.2 (pirmas
darbiniame lauke) parodymus T i1 ir T i2 .
6. Palaipsniui vienodu žingsniu didinant apkrovą pakartoti 3-5 žingsnius.
7. Išjungti siurblį .
8. Gautus eksperimento rezultatus apdoroti lentel÷je. Pagal sijos aukštį nubraižyti normalinių
įtempių teorinį ir eksperimentinį pasiskirstymą. Apskaičiuoti įlinkį ir deviaciją, sulyginti su
teoriniais skaičiavimais.
Kontroliniai klausimai
1. Ką vadiname grynuoju lenkimu
2. Kokius žinote sijų apkrovimo atvejus, kai gaunamas grynasis lenkimas
3. Kokie įtempiai skersinio lenkimo atveju veikia sijų skerspjūviuose
4. Kaip pasiskirsto įtempiai sijų skerspjūviuose Kokia jų kryptis
5. Kokios mechanin÷s charakteristikos nustatomos lenkimo bandymo metu
32

ŠEŠTO LABORATORINIO DARBO ATASKAITA
MEDŽIAGŲ BANDYMAS GRYNUOJU LENKIMU
1. Darbo tikslas: nustatyti normalinius įtempius dvit÷jin÷s sijos skerspjūvyje, bei apskaičiuoti įlinkį
ir deviaciją esant grynajam lenkimui.
2. Naudojama įranga – universali bandymo mašina.
3. Bandinys – dvit÷jin÷ sija Nr.10.
4. Duomenys bandymui: bandinio ilgis l = 2m
, tenzodaviklių baz÷s koeficientas padidinantis
5
5
absoliutinę deformaciją k T
= 10 m , indikatoriaus padalos vert÷ k i
= 10 − m , sijos inercijos
−8
4
5
momentas neutraliosios ašies atžvilgiu I x
= 245⋅10
m , tamprumo modulis E = 2,1
⋅10
MPa ,
atstumas nuo atramos ašies iki skaičiuojamojo skerspjūvio a = 1m
, atstumas tarp sutelktų j÷gų
L p = 0, 45m , antro indikatoriaus ašies pak÷limo aukštis nuo sijos ašies b = 0, 5m
.
5. Reikšmių gautų programa Columbus 2007 apdorojimas
F ∆F T 1 ∆T 1 T 2 ∆T 2 T 3 ∆T 3 T 4 ∆T 4 T 5 ∆T 5 T i1 ∆T i1 T i2 ∆T i2
T = T = T = T = T = T = T =
∆
1 vid
∆
vid 2
6. Eksperimentiniai dydžiai:
Normaliniai įtempiai
σ ∆Tvid
. i
i = E 0 , 02 ⋅ k
,
σ
1
σ
2
σ
3
σ 4
σ
5
=
=
=
=
=
Sijos vidurio įlinkis
T
∆
vid 3
∆
vid 4
∆
vid 5
∆
vidi1
∆
vidi2
f
= k i
⋅ ∆T vid.i 1
=
Sijos skerspjūvio pasisukimo kampas
33

k
ϕ =
⋅ ∆T
b
i vid.
i2
=
7. Teoriniai dydžiai:
Lenkimo momento prieaugis skaičiuojamame skerspjūvyje
∆ M
= ∆F
⋅( l − L ) / p
2
Normaliniai įtempiai
∆M ⋅ y
i
σ
i
= ,
I
x
σ 1
σ 2
σ 3
σ 4
σ 5
=
=
=
=
=
Sijos vidurio įlinkis
f
∆F
⋅(
l − L
=
E ⋅ I
x
) ⎡(
l − Lp
)
⋅ ⎢
⎢⎣
24
p
2
(2l
− Lp)
⋅ L
+
16
p
⎤
⎥ =
⎥⎦
Sijos skerspjūvio pasisukimo kampas
∆F
⋅(
l − L
ϕ =
2⋅
E ⋅ I
x
p
) ⎡(2l
+ Lp
) ⋅(
l − L
⋅ ⎢
⎢⎣
12⋅l
p
) Lp
+
2
( l − Lp)
+
12⋅l
2
⎤
⎥ =
⎥⎦
6.1 pav. Normalinių įtempių teorinis ir eksperimentinis pasiskirstymas
Išvados:
34