báo cáo thực tập sức bền vật liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BÁO CÁO THỰC TẬP
SỨC BỀN VẬT LIỆU

Cán Bộ Hướng Dẫn
Hiện

Sinh Viên Thực

NGUYỄN THỊ THU HÀ

Từ Ngọc Điền
MSSV-1090737

Năm 2010


Bài 1 - Nén Đúng Tâm
Bài 2 - Kéo Đúng Tâm
Bai 3 – UỐn Ngang Phẳng Dầm Thép
Bai 4 – Chuyển Vị Của Lò Xo

BÀI 1
NÉN ĐÚNG TÂM
----   ---





Đo h0, d0
 Gang:
 Thép:
Tính A0

h0 = 11,28 mm ; d0 = 8,22 mm
h0 = 13,70 mm ; d0 = 10,40 mm
πd 02
π .8,22 2
≈ 53,07 mm2
=
4
4
πd 2
π .10,40 2
A0 = 0 =
≈ 84,95 mm2
4
4
A0 =



Gang:



Thép:



Định cấp tải:

Pcấp tải > A0 .δ b . Vậy lấy Pcấp tải = 10000 kg

Lập bảng kết quả
h0
(mm)
11,28
13,70

Mẫu
Gang
Thép

d0
(mm)
8,22
10,40

A0
(mm2)
53,07
84,95

Ptl
(kg)


1980

Pch
(kg)

2140

1. Tính các giá trị giới hạn của vật liệu dòn, dẻo
•

Gang:

δb =

Pb
5200
=
≈ 97,983 kg/mm2
A0 53,07

Pb
(kg)
5200


Pphá hủy
(kg)

6500

•

Thép:

δ ch =

δ ph =

Pch 2100
=
≈ 24,720 kg /mm2
A0 84,95
Pph
A0

=

6500
≈ 76,516 kg /mm2
53,07

2. Vẽ dạng phá hủy của mẫu
Gang

Thép

`
3. Vẽ đồ thị nén mẫu

P

P
Pb

Pch
Ptl

O
\
o

4. Nhận xét

Thép

∆L

O
\
o

Gang

∆L


a.
Đánh giá phẩm chất của vật liệu: Theo bảng tiêu chuẩn vật
liệu thì nhận thấy

 Gang: có Mác Gang là BΓ100 − 4
 Thép: có Mác Thép là 65 Γ
b.
Đánh giá quá trình tiến hành thí nghiệm
 Sai số do thước đọc, hình dáng vật liệu khi đo không đồng
đều
 Máy: do thời gian sử dụng máy khá lâu, qua nhiều lần
chỉnh sửa nên độ chính xác không cao
BÀI 2
KÉO ĐÚNG TÂM
----   ---





Mẫu
Gang
Thép

Đo kích thước mẫu:
 Gang:
L0 = 104,1 mm ; d0 = 10,3 mm
 Thép:
L0 = 115,8 mm ; d0 = 9,8 mm
Dự đoán δ b để định cấp tải trọng: Pcấp tải > δ b . A0
Vậy, lấy Pcấp tải = 10000 kg
Lập bảng ghi kết quả
L0(mm) d0(mm)
104,1

10,3
115,8
9,8

Ptl(kg)

2140

Pch(kg)

2240

Pb(kg)
1640
3140

L1(mm) d1(mm)
105,6
10,18
138,7
5,6

1. Tính δ tl , δ ch , δ b , δ %,ψ %
•

Gang:

πd 02 π .10,3 2
A0 =
=

= 83,32 mm2
4
4
A1 =

πd12 π .10,18 2
=
= 81,39 mm2
4
4

δb =

Pb 1640
=
≈ 19,68 kg/mm2
A0 83,32

δ% =

L1 − L0
105,6 − 104,1
.100% =
= 1,44%
L0
104,1

ψ% =

A0 − A1

83,32 − 81,39
.100% =
.100% = 2,32%
A0
83,32


•

Thép:

πd 02 π .9,8 2
A0 =
=
= 75,43 mm2
4
4
πd12 π .5,6 2
A1 =
=
= 24,63 mm2
4
4
δ tl =

Ptl
2140
=
≈ 28,37 kg/mm2
A0 75,43

δ ch =

Pch 2240
=
≈ 29,70 kg/mm2
A0 75,43

δb =

Pb
3140
=
≈ 41,63 kg/mm2
A0 75,43

δ% =

L1 − L0
138,7 − 115,8
.100% =
= 19,78%
L0
115,8

ψ% =

A0 − A1
75,43 − 24,63
.100% =

.100% = 67,35%
A0
75,43

2. Vẽ đồ thị thực tế khi kéo mẫu, nhận xét, so sánh với lý thuyết đã học
 Nhận xét: Dựa vào đồ thị thực tế khi kéo Gang và Thép so với
kết quả đọc trên đồng hồ các giá trị Ptl, Pch, Pb tương đối gần
đúng
 So sánh với lý thuyết: Đồ thị thực tế và lý thuyết có hình dáng
tương đối giống nhau.
3. Vẽ dạng phá hủy của mẫu
•

Gang:

•

Thép


4. Đánh giá phẩm chất vật liệu: Theo bảng tiêu chuẩn vật liệu thì nhận
thấy
 Gang: có Mác Gang là CΓ 21 − 40
 Thép: có Mác Thép là 20kΠ

BÀI 3
UỐN NGANG PHẲNG DẦM THÉP
----   ---








Đo các kích thước mẫu
 b = 37 mm
h = 10,8 mm
 l = 200 mm
d = 155 mm
Tính Pmax để sao cho vật liệu làm việc trong miền đàn hồi (Pmax < Ptl).
Vậy lấy Pmax = 1000 kg
Bố trí và tiến hành thí nghiệm
Khi tính yc và yd ta lấy Mođun đàn hồi của thép CT3 là loại thép
thường dùng phổ biến trong xây dựng, với E = 2.105 Mpa, hoặc làm
tròn E = 2.104 kg/mm2
Tính góc xoay
tgϕ A = tgϕ B =

yd
≈ ϕA = ϕB
d

Bảng ghi số liệu
Ta lấy ∆P = 20kg
P(kg)
P1 = 50
P2 = 70
P3 = 90

P4 = 110

yc(mm)
0
0,06
0,12
0,18

yd(mm)
0
0,13
0,28
0,40


P5 = 130
P6 = 150
P7 = 170
P8 = 190
P9 = 210
P10 = 230

0,24
0,30
0,37
0,43
0,49
0,55

0,50

0,63
0,73
0,86
0,99
1,10

1. Tính giá trị của yc và ϕ A theo lý thuyết, vẽ đồ thị P-yc ; P- ϕ A
Ta có:
yc =

Pl 3
1
1
trong đó J x = b.h 3 = 37.10,83 = 3884,112 mm 4
48 EJ x
12
12

ϕ A = ϕB =

Pl 2
16 EJ x

Ta có bảng kết quả sau (Tính theo lý thuyết)


P(kg)
P1 = 50
P2 = 70
P3 = 90

P4 = 110
P5 = 130
P6 = 150
P7 = 170
P8 = 190
P9 = 210
P10 = 230

yc(mm)
0,10
0,15
0,19
0,24
0,28
0,32
0,36
0,41
0,45
0,49

ϕA

0,001636
0,002253
0,002896
0,003540
0,004184
0,004827
0,005471
0,006115

0,006758
0,007402


2.

Dựa vào số liệu thí nghiệm thu được, vẽ đồ thị P-Yc, P- ϕ A


P(kg)
P1 = 50
P2 = 70
P3 = 90
P4 = 110
P5 = 130
P6 = 150
P7 = 170
P8 = 190
P9 = 210
P10 = 230

yc(mm)
0
0,06
0,12
0,18
0,24
0,30
0,37
0,43

0,49
0,55

ϕA

0
0,000839
0,001806
0,002581
0,003226
0,004065
0,004710
0,005548
0,006387
0,007097



 Nhận xét và so sánh kết quả:
 Đồ thị P-Yc lý thuyết và thực tế: đồ thị lý thuyết không cắt trục
tung còn thực tế thì cắt trục tung, đồ thị thực tế không thẳng
bằng đồ thị lý thuyết, góc hợp giữa đồ thị thực tế và hình chiếu
của nó thì nhỏ hơn đồ thị lý thuyết.


 Đồ thị P- ϕ A lý thuyết và thực tế: đồ thị lý thuyết không cắt
trục tung còn thực tế thì cắt trục tung, góc hợp giữa đồ thị thực
tế và hình chiếu của nó thì nhỏ hơn đồ thị lý thuyết.
3. Tính Mođun đàn hồi dọc trung bình của vật liệu mẫu
10

Etb =

Σ Ei

i =1

10
E(kg/mmm2)
Không xác định
5,01.104
3,22.104
2,62.104
2,32.104
2,15.104
1,97.104
1,90.104
1,84.104
1,79.104

P(kg)
P1 = 50
P2 = 70
P3 = 90
P4 = 110
P5 = 130
P6 = 150
P7 = 170
P8 = 190
P9 = 210

P10 = 230

Vậy Etb = 2,53.10 4 kg/mm2
 So sánh với E của thép CT3: Từ kết quả trên nhận thấy thép
làm thí nghiệm có Mođun đàn hồi lớn hơn thép CT3. Từ đó có
thể suy ra thép làm thí nghiệm tốt hơn thép CT3
BÀI 4
ĐO CHUYỂN VỊ CỦA LÒ XO
----   --- Đo kích thước và các số liệu liên quan:
 Áp lực nén:
P (Khi nén sẽ lấy kết
quả)
 Đường kính lò xo:
D = 59,1 mm
 Đường kính dây lò xo:
d = 13,9 mm
 Số vòng lò xo:
n = 10
 Chuyển vị khi nén (để giữ) ban đầu của lò xo:
λ1 = h0 − h1 = 225 − 224 = 1 mm


 Bước lò xo:
h = 9,89 mm
 Chiều dài ban đầu của lò xo:
h0 = 225 mm
 Chiều dài của lò xo sau hi nén (để giữ):
h1 = 224 mm
 Đặt mẫu nén đúng tâm để đo h1: h1 = 224 mm
 Bảng ghi số liệu thí nghiệm

Lấy ∆λ = 1 mm = 1 vòng kim đồng hồ
λ1 = 1
λ2 = 2
λ3 = 3
λ4 = 4
λ5 = 5
λ6 = 6
λ7 = 7
λ8 = 8
λ9 = 9
λ10 = 10

P1 = 38
P2 = 88
P3 = 102
P4 = 116
P5 = 132
P6 = 146
P7 = 162
P8 = 180
P9 = 198
P10 = 216

 Vẽ biểu đồ P- λlt và P- λtt . So sánh và nhận xét
Dựa vào công thức lý thuyết tính chuyển vị λ của lò xo bị ép:
λ=

8 PD 3 n
Gd 4

λ1 = 2,10
λ 2 = 4,87
λ3 = 5,64
λ 4 = 6,41
λ5 = 7,30
λ6 = 8,07
λ7 = 8,96
λ8 = 9,95
λ9 = 10,95
λ10 = 11,94

ta có bảng kết quả sau
P1 = 38
P2 = 88
P3 = 102
P4 = 116
P5 = 132
P6 = 146
P7 = 162
P8 = 180
P9 = 198
P10 = 216




9

Σ Gi

 Tìm G = i =9
tb

Ta có bảng kết quả sau:

9

∆P1 = 50
∆P2 = 14
∆P3 = 14

∆λ1 = 1
∆λ 2 = 1
∆λ3 = 1

∆P4 = 16
∆P5 = 14
∆P6 = 16

∆λ 4 = 1
∆λ5 = 1

∆P7 = 18
∆P8 = 18

∆λ7 = 1

∆P9 = 18

∆λ9 = 1

∆λ6 = 1
∆λ8 = 1

G1 = 2,21.104 (kg/mm2)
G2 = 0,62.104 (kg/mm2)
G3 = 0,62.104 (kg/mm2)
G4 = 0,71.104 (kg/mm2)
G5 = 0,62.104 (kg/mm2)
G6 = 0,71.104 (kg/mm2)
G7 = 0,80.104 (kg/mm2)
G8 = 0,80.104 (kg/mm2)
G9 = 0,80.104 (kg/mm2)

Vậy Gtb = 0,88.10 4 (kg/mm2)
Ta có Mođun đàn hồi trượt của thép CT3 là G = 0,8.104 kg/mm2.
Nhận xét: Mođun đàn hồi trượt của thép làm thí nghiệm lớn hơn
thép CT3 vì vậy thép làm thí nghiệm tốt hơn thép CT3