background image

Gdańsk, dn. 2006-03-20 

 

 

 
 
 
 
 
 

LABORATORIUM Z METOD 

DOŚWIADCZALNYCH 

 
 
 
 
 
 
 
 

Ćwiczenie nr 10 

Temat: Wyznaczanie odkształceń w belkach zginanych. 

 
 
 
 
 
 
 

 

Wykonali: 

Michał Gawin 

Łukasz Gaca 

Katarzyna Grubich 

WILiŚ, sem. IV, godz. 15:15 

 

background image

 

 

Ćwiczenie nr 10 

WYZNACZANIE ODKSZTAŁCEŃ W BELKACH ZGINANYCH. 

 
 
DOŚWIADCZENIE  1  –  POMIAR  ODKSZTAŁCEŃ  W  BELCE  PODDANEJ 
ZGINANIU PROSTEMU 
 
 

Doświadczenie  polegało  na  pomierzeniu  odkształceń  w  środku  belki 

prostej  poddanej  zginaniu  prostemu  o  przekroju  dwuteowym  za  pomocą 
tensometrów elektrooporowych. 

Przed  przystąpieniem  do  wykonania  doświadczenia  dokonaliśmy 

odczytów początkowych odkształceń (OP) wskazań czujników elektronicznych 
umieszczonych  w  podanych  punktach  (T1,  T2,  T3,  T4,  T5),  następnie 
obciążyliśmy belkę zgodnie ze schematem statycznym( P=5kG) i dokonaliśmy 
odczytów końcowych odkształceń (OK.). 

Po  każdorazowym  przyłożeniu  lub  zdjęciu  obciążenia  dokonywaliśmy 

odczytu po upływie dwóch minut. Postępując w ten sposób zmniejsza się błędy 
wynikające  z  reologicznych  właściwości  pleksiglasu.  Pomiar  powtórzyliśmy 
trzykrotnie, wyniki pomiarów zestawiliśmy w tabelce, gdzie 

  OP – odczyt początkowych odkształceń 

  OK. – odczyt końcowych odkształceń 

 

 - różnica odczytów początkowych i końcowych 

 

śr 

– 

wartości średnie odkształceń

 

 

pkt 

OP 

OK 

 

OP 

OK 

 

OP 

OK 

 

śr 

obl 

błąd 

-80 

660 

678 

-46 

690 

736 

-40 

706 

746 

720 

804,9 

10,5 

-72 

416 

488 

-40 

428 

468 

-37 

447 

484 

468 

523,18 

10,5 

-70 

-42 

28 

-46 

-30 

16 

-36 

-22 

14 

19 

 

-54 

-464 

-410 

-37 

-448 

-411  -29  -448 

-419 

-413 

-523,18 

21,06 

-45 

-703 

-658 

-35 

-710 

-675  -27  -724 

-697 

-677 

-804,9 

15,9 

 

Uwaga! Wyniki pomiarów w tabeli powinny być przemnożone przez 10

-06

 aby 

stanowiły rzeczywiste wartości. 

 

 
Teoretyczne obliczenia odkształceń w punktach T1, T2, T3, T4, T5. 
 

 

E = 2900 MPa = 290000 N/cm

2

 – wartość modułu Younga dla pleksiglasu 

background image

 

 
M

max

 = - 5 kG * 0,15 m = - 49 N * 15 cm = - 0.735 kNcm 

 
 
I

x

 = 2*((20*4

3

)/12 + 4*20*18

2

) + (4*32

3

)/12 = 62976 mm

= 6.2976 cm

4

 

 

 = (M

max 

/I

)* y  

i

i

 / E 

 
Z obliczeń dla danych punktów otrzymujemy: 
 
y1 = -2 cm   

1= 233.422N/cm

 

1 = 804.9*10 

-6

 

y2 = -1.3cm  

2= 151.7243 N/cm

2

 

 

2 = 523.18*10 

-6 

y3 = 0 cm   

3= 0 N/cm

 

 

3 = 0 

y4 = 1.3 cm  

4= -151.7243 N/cm

 

4 = -523.18*10 

-6

 

y5 = 2 cm   

5= -233.422 N/cm

 

5= - 804.9*10 

-6

                                                                                                                                   

 
 
 
 
DOŚWIADCZENIE  2  –  POMIAR  ODKSZTAŁCEŃ  W  BELCE 
PODDANEJ ZGINANIU UKOŚNEMU 
 
 

        Doświadczenie polegało na pomierzeniu odkształceń w środku belki prostej 
poddanej zginaniu ukośnemu za pomocą tensometrów elektrooporowych. 

Doświadczenie 2 wykonujemy w sposób analogiczny jak pierwsze, przy 

czym pomiarów dokonujemy dla belki o innym przekroju (nie symetrycznym), z 
innym obciążeniem zewnętrznym (2 kG) oraz dla punktów T6, T7, T8, T9, T10. 

Zestawienie wyników przedstawiono w tabeli. 

 
 

pkt 

OP 

OK 

 

OP 

OK 

 

OP 

OK 

 

śr 

obl 

błąd 

-50 

540 

590 

-59 

538 

597 

-68 

510 

578 

588 

411,5 

 

-49 

277 

326 

-65 

265 

330 

-73 

286 

359 

338 

710,7 

52 

-40 

127 

167 

-42 

120 

162 

-46 

104 

150 

160 

192,7 

17 

-23 

-298 

-275 

-25 

-300 

-275 

-23 

-303 

-280 

-277 

-325,3 

15 

10 

14 

-316 

-330 

20 

-297 

-317 

33 

-320 

-353 

-333 

-411,5 

19 

 
Uwaga! Wyniki pomiarów w tabeli powinny być przemnożone przez 10

-06

 aby 

stanowiły rzeczywiste wartości. 
 

background image

 

Teoretyczne obliczenia odkształceń w punktach T6, T7, T8, T9, T10. 
 
E = 290 kN/cm

= 290000 N/cm

 
 
I

= 4 * 40

3

/12 + 2 * (8 * 9

3

/12 + 32 *18

2

) =43041.33 mm

4

 = 4.304 cm

4

 

I

y

 = 2  * (4 * 8

3

/12+32 * 6

2

)+40 * 27/12 = 2858,6667 mm

4

 = 0.2858666cm

4

 

I

xy

 = 32*(18 * (-6))+32*((-18) * 6)= - 6921mm

4

 = - 0.6921cm

 
M

max

 = -2 kG * 15 cm = -0.294 kNcm 

 = ((-M) * I

xy

 /(I

x

 * I

y

 - I

xy

2

) * X + M * I

y

 /(I

x

 * I

- I

xy

2

) * Y)        

i

 = 

i

 / E 

 
Z obliczeń dla danych punktów otrzymujemy: 
  
y6 = - 2cm           x6 = 0.4 cm            

6 =119.335 N/cm

2

               

y7 = - 1,3cm        x7 = -0.2 cm        

 

7 =206.103 N/cm

2

              

y8 = 0 cm            x8 = -0.2 cm           

8 =55.883 N/cm

2

                 

y9 = 1,3 cm         x9 = -0.2 cm           

9 = -94.337 N/cm

2

             

y10 = 2 cm          x10 = -0.4 cm         

10 = -119.335 N/cm

     

 

 
 

6= 411.5 * 10

-6

 

7 = 710.7 * 10

-6

 

8 = 192.7 * 10

-6

                               

 

9 = -325.3 * 10

-6

                                

 

10 = -411.5 * 10

-6 

 

 
 
 

Jak  można  zauważyć  w  tabeli  wyniki  pomiarów  doświadczalnych  w 

niektórych  przypadkach  znacznie  różnią  się  od  wyników  teoretycznych  (  błąd 
sięga 21%). Największy wpływ na takie różnice miały właściwości reologiczne 
materiału (pleksiglas). Duży wpływ miał zatem czas pomiędzy poszczególnymi 
seriami  pomiarów.  Wyniki  byłyby  więc  bardziej  dokładne  gdyby  przerwy 
pomiędzy  pomiarami  były  dużo  dłuższe.  Można  to  zauważyć  w  tabeli,  gdzie 
wszystkie pomiary mają niższe wartości od obliczeń teoretycznych, a w czasie 
badań niektóre wartości wciąż rosły. 
 

Zapewne mniejszy wpływ na wyniki miała również dokładność urządzeń 

pomiarowych. Poza tym najróżniejsze drobne czynniki takie jak opieranie się o 
stół z urządzeniami pomiarowymi, waga samych wskaźników itp. miały również 
swój udział w przeprowadzonych badaniach. 

background image