Paindekatse terastalaga (0)

Tugevusõpetuse alused Praktikum II Paindekatse terastalaga Töö eesmärk: Käesoleva laboratoorse töö eesmärk on terastala koormamisel tekkivate siirdete ja pingete
võrdlemine arvutuslike väärtustega. Kasutatavad seadmed: Katsemasin Losenhausen 1923  Juhtimistarkvara CatmanEasy  Kasutatavad katsematerjalid: Terastala (I-profiil) Katse metoodika: Terastala hakatakse koormama ning tarkvara ja katsemasina näitude põhjal määratakse siirded
ja pinged. Saadud tulemusi võrreldatakse terastala arvutuslike tulemustega. Joonis 1 Katseandmete skeem Joonis nr. 1  Katseandmete skeem


-300 -200 -100 0 100 200 300 400 63.84 136.8 202.8 270.48 19.68 44.4 66.96 90 -23.28 -47.52 -69.36 -91.92 -65.28 -138 -202.08 -268.56 Moonete aegrida 1/2xh 1/6xh -1/6xh -1/2xh Aeg [s] Moonded  10-6 Graafik 1   Moonete aegrida Suurimad tõmbepinged on tala alumises vöös, millele vastavaid moondeid esitab andmeveerg
1/2xh. Suurimale survele vastab andmeveerg -1/2xh. Tala seinale profiili kõrguse kolmandiku
ja kahe kolmandiku peale liimitud tensoandurid on märgitud vastavalt 1/6xh ja -1/6xh. [2] Antud: E= 210 Gpa
G= 84 Gpa
Iy= 198 cm4
Ared= 10 x 0.45 = 4.5 cm2 Wy= 39.7 cm3
F0= 9.81 x 1000 kgf Katsetulemused:  Kasutatud valemid: Valem 1:   M y= F x a 2 Valem 2:  Wk=Wk M y + W k Q z Valem 3:  Wk M y = F x a 48 x E x I y x (3 x l 2 −4 x a2)


Valem 4:  Wk Q z = F x a 2 x G x A ¿ Tabel 1 Kesklõike siide arvutus Jrk nr Algkoormus Jõud F Mõõtein- dikaatori lugem s Kesklõike siire Katseline Arvutuslik W(M) W(Q) w kgf kN mm 1 1000 9.81 0 4.43 0 0 0 0 2 1400 13.73 3.92 4.57 0.14 0.1 0.015 0.12 3 1820 17.85 8.04 4.72 0.29 0.18 0.03 0.21 4 2230 21.88 12.07 4.84 0.41 0.28 0.05 0.33 5 2600 25.51 15.7 4.96 0.53 0.37 0.06 0.43 0 4 8 12 16 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.12 0.21 0.33 0.43 0.14 0.29 0.41 0.53 Siirde sõltuvus tala koormusest katseline siire katseline arvutuslik siire arvutuslik Jõud F [kN] Kesklõike siire [mm] Graafik 2  Siirde sõltuvus tala koormusest Tabel 2 Moonete katselised väärtused Jrk nr Algkoormus Jõud F Moone ½ x h 1/6 x h -1/6 x h -1/2 x h kgf kN 10-6 1 1000 9.81 0 0 0 0 0 2 1400 13.73 3.92 63.84 19.68 -23.52 -66 3 1820 17.85 8.04 136.8 44.4 -47.52 -138 4 2230 21.88 12.07 202.8 66.96 -69.36 -202.08 5 2600 25.51 15.7 270.48 90 -91.92 -268.56


Katseliste pingete arvutamiseks korrutatakse mooned Youngi mooduliga E=210 GPa. Valem 5:  σ =E ∙ ε   [MPa] Teoreetiliste paindepingete määramisel lähtume koormuse väärtusest, millest arvutame 
paindemomendi M y ja maksimaalsed teoreetilised paindepinged määrame jagatisega [2] valem 6:  σmax= M y W y   [MPa] seejuures, My arvutatakse valemiga 1, ning Wy= 39.7 cm3 Tabel 3 Katselised ja arvutuslikud pinged tala keskõike kiududes Jrk nr. Jõud F Katseline pinge kius Arvutuslik pinge 1 2 3 4 1 4 kN Mpa 1 0 0 0 0 0 0 0 2 3.92 13.4 4.13 -4.88 -13.76 14.81 -14.81 3 8.04 28.78 9.32 -9.98 -28.87 30.38 -30.38 4 12.07 42.54 14.06 -14.56 -42.59 45.60 -45.60 5 15.70 56.8 18.90 -19.25 -56.45 59.32 -59.32 Pingediagrammid tala kesklõikes 1 2 3 4 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 13.4 4.13 -4.88 -13.76 14.81 5 -5 -14.81 F = 3.92 kN Katseline Arvutuslik   z cm Pinge MPa


Graafik 3  Katselised ja arvutuslikud pinged, kui F=3.92 kN 1 2 3 4 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 28.78 9.32 -9.98 -28.87 30.38 10 -10 -30.38 F = 8.04 kN Katseline Arvutuslik   z cm Pinge MPa Graafik 4  Katselised ja arvutuslikud pinged, kui F=8.04 kN 1 2 3 4 -60 -40 -20 0 20 40 60 42.54 14.06 -14.56 -42.59 45.6 15 -15 -45.6 F = 12.07 kN Katseline Arvutuslik   z cm Pinge MPa Graafik 5  Katselised ja arvutuslikud pinged, kui F=12.07 kN


1 2 3 4 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 56.80 18.90 -19.25 -56.45 59.32 20 -20 -59.32 F = 15,70 kN Katseline Arvutuslik   z cm Pinge MPa 4. Kasutatud kirjandus Tehnilise mehaanika laboritööde juhend “Paindekatse terastalaga”. (2001). Tallinn, TTÜ 
[2] Terastala paindekatse andmetöötluse tööjuhend