Ćwiczenie nr 12.

Temat: Wyznaczanie stałych sprężystości gumy.

Cel ćwiczenia: wyznaczanie wartości modułu Younga, współczynnika Poissone'a i modułu sztywności gumy.

Zagadnienia kolokwialne:

1. Rodzaje deformacji ciał sprężystych, prawo Hooke'a, stałe sprężystości ciał izotropowych.

2. Interpretacja zjawiska deformacji sprężystej ciał stałych w oparciu o ich budowę.

3. Opis deformacji sprężystej ciała pod wpływem naprężeń ściskających, moduł Younga i współczynnik Poissone'a.

4. Opis deformacji sprężystej ciała pod wpływem naprężeń ścinających moduł sztywności.

5. Odkształcenie plastyczne, granice sprężystości i wytrzymałości.

6. metoda pomiaru modułu Younga, współczynnika Poissone'a i modułu sztywności gumy.

7. Metoda przeprowadzania dyskusji błędów.

Przyrządy pomiarowe i materiały: przyrząd do wyznaczania stałych sprężystości, 3 czujniki mikrometryczne, komplet odważników, przymiar milimetrowy, suwmiarka, guma kreślarska.

Wykonanie ćwiczenia:

Ściskanie gumy:

1. Wyznaczyć wymiary prostopadłościennej próbki wykonanej z gumy.

2. Dla kolejnych wartości siły ściskającej próbkę wyznaczyć wartości odkształceń Δa i Δl.

Uwaga: Pomiary należy przeprowadzić co najmniej dla 10 wartości siły ściskającej badaną próbkę. Wartość tej siły należy określić na podstawie masy ciężarków i wymiarów dźwigni jednostronnej przyrządu:

3. Sporządzić wykres zależności odkształcenia względnego próbki
   oraz
   w zależności od działającego ciśnienia ściskającego P.

4. Wyznaczyć wartość modułu Younga E dla gumy, określając stromość wykresu
   .

Ścinanie gumy:

1. Dla kolejnych wartości siły ścinającej próbkę, określić wartość odkształcenia Δa.

Uwaga: Pomiary należy przeprowadzić co najmniej dla 10 wartości siły ścinającej badaną próbkę. Dla każdego obciążenia na podstawie pomiaru odkształcenia wyznaczyć wartość kąta ścinania:

2. Sporządzić wykres zależności kąta ścinania od ciśnienia ścinającego P.

3. Wyznaczyć wartość modułu sztywności G gumy, określając stromość wykresu P=f(α).

4. Obliczyć wartość współczynnika Poissone'a dla gumy na podstawie zależności:
   , gdzie E jest wyznaczoną uprzednio wartością modułu Younga, zaś G jest wartością modułu sztywności dla gumy.

Wskazówki do dyskusji błędów:

• Na wykresy należy nanieść graficzną dyskusje błędów .

• Sprawdzić, czy spełniona jest nierówność:

, gdzie: δ(ν) i δ(ν₁) są odpowiednio błędami wyznaczenia wartości współczynnika Poissone'a na drodze obliczeń ν i ν₁.