LABORATORIUM MECHANIKI TECHNICZNEJ
NR GRUPY T 5	NR PODGRUPY 1	ROK AKADEMICKI 2005/06
ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Badanie karbu Skład zespołu: 1. Majkowski Piotr 2. Meto Zbigniew 3. Miszewski Rafał 4. Niszcz Łukasz 5. Nowaczewski Michał

Dane badanej tarczy:

• szerokość 160 [mm];

• długość 270 [mm];

• grubość 1 [mm];

• promień otworu R=60[mm];
  stała tensometru k=2,15 ;

• moduł Younga dla stali E=2,1*10¹¹ [Pa].

Schemat stanowiska pomiarowego:

1 - tarcza osłabiona karbem

2 - zespół tensometrów oporowych

3 - układ realizujący obciążenia

4 - czujnik pomiaru siły

5 - wielokanałowy wzmacniacz tensometryczny i rejestrator

Cel ćwiczenia:

Karbem nazywamy fragmenty konstrukcji, takie jak skoki przekroju, otwory, oraz miejsca działania sił skupionych, które to wywołują lokalny wzrost naprężeń. Maksymalne naprężenia spowodowane istnieniem karbu są kilkakrotnie większe od naprężeń nominalnych.

Podczas ćwiczenia będziemy porównywać jak mają się do siebie rozkłady naprężeń otrzymane podczas obliczeń do rozkładów otrzymanych podczas praktycznej części ćwiczenia w laboratorium otrzymanych za pomocą tensometru w osłabionej karbem rozciąganej tarczy.

Przeprowadziliśmy pomiary przy rozciąganiu tarczy następującymi siłami:

P₁ = 392,4 [N], P₂ = 784,8 [N], P₃ = 1177,2 [N]

Naprężenia nominalne δ₀, δ₀' :

P₁ = 392,4 [N] δ₀= 2,452 [MPa] δ₀'=3,924 [MPa]

P₂ = 784,8 [N] δ₀= 4,905 [MPa] δ₀'=7,848 [MPa]

P₃ = 1177,2 [N] δ₀= 7,357 [MPa] δ₀'=11,772 [MPa]

Wartości pomiarów przeprowadzonych w laboratorium zestawione są w tabeli poniżej:

Lp.	di	ε0i	Wartość siły P
						P = 392,4 [N]			P = 784,8 [N]			P = 1177,2 [N]
						εxi	εxi - εoi	σxi [MPa]	εxi	εxi - εoi	σxi [MPa]	εxi	εxi - εoi	σxi [MPa]
1	5	14,259	14,328	0,069	14,49	14,381	0,122	25,62	14,450	0,191	40,11
2	20	14,949	14,985	0,036	7,56	15,024	0,075	15,75	15,024	0,107	22,47
3	35	13,908	13,935	0,027	5,67	13,961	0,053	11,13	13,961	0,073	15,33
4	50	13,947	13,969	0,022	4,62	13,987	0,04	8,4	13,987	0,052	10,92
5	65	14,141	14,158	0,017	3,57	14,169	0,028	5,88	14,169	0,035	7,35
6	80	14,046	14,056	0,01	2,1	14,062	0,016	3,36	14,062	0,022	4,62

Obliczenie współczynnika spiętrzeń naprężeń.

α_k = 5,909

Wnioski:

Doświadczenie, które wykonaliśmy wykazało zgodnie z teorią, że karb wpływa na znaczny przyrost naprężeń w przekroju, w którym on się znajduje. Naprężenia osiągają największe wartości przy samym karbie i w miarę jak się od niego oddalamy maleją. Obliczenia wykonane na podstawie naszych pomiarów zestawione z obliczeniami teoretycznymi są dość rozbieżne, co pokazują wykresy. Świadczy to o tym, że metody obliczeń teoretycznych są dość uogólnione i uproszczone. Oczywiście możliwe są rozbieżności wynikające z niedokładności wykonywanych przez nas pomiarów, oraz z niedokładności i zużycia elementów pomiarowych, jednak rozbieżności te nie byłyby tak duże jak te widoczne na wykresach. Widać wyraźnie ze obliczenia wykonywane na podstawie teorii mocno uśredniają rzeczywisty stan naprężeń.

---