BÁO cáo THÍ NGHIỆM sức bền vật LIỆU 2012

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
Bộ môn sức bền vật liệu
-----------------

Báo cáo thí nghiệm

sức bền vật liệu

Giáo vên hớng dẫn :
Lớp :
Nhóm :
Sinh viên :

H nội 2012


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu

Bài 1

thí nghiệm kéo thép mềm
1. Mục đích thí nghiệm

2. Bố trí và tiến hành thí ngiệm
a/ Thí nghiệm kéo thép đợc thực hiện trên máy kéo nén thuỷ lực

do

Mẫu thép trớc khi kéo
2,5

l0

d1

dph

Hình dáng mẫu sau khi kéo

l1

Máy thí nghiệm : HFM 500kN
Kích thớc mẫu trớc khi kéo
( mm)
do =
Fo =
lo =

Kích thớc mẫu sau khi kéo
( mm)
d1 =
F1 =
l1 =
dPh=
FPh=
l =

b/ Tiến hành thí nghiệm
Sau khi xác định kich thớc của mẫu, kẹp mẫu lên ngàm kẹp của máy kéo
nén và khởi động hệ thống bơm thuỷ lực để kéo mẫu.

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

1


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu
3. Xử lý số liệu
Một số đặc trng cơ học của mẫu thí nghiệm
- Giới hạn tỉ lệ

tl =

tl
=
Fo

- Giới hạn bền

b =

b
=
Fo

- Giới hạn chảy

ch =

ch
=

Fo

- Giới hạn phá hoại

ph =

- Độ giãn dài

=

l1 lo
.100% =
lo

- Độ co ngang

=

Fo F1
.100% =
Fo

ph
FPh

=

4. Nhận xét kết quả thí nghiệm
- Nhận xét về biểu đồ kéo thép thu đợc sau thí nghiệm, dạng phá hỏng của
vật liệu sau khi mẫu đứt.

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

2


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu

Bài 2

Xác định mô đun đn hồi e của vật liệu
1.Mục đích thí nghiệm

2. B trí và tiến hành thí nghiệm
a/ Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đợc bố trí trên máy kéo thép 5T có sơ đồ nh hình vẽ

P

a

d

P
b/ Tiến hành thí nghiệm
- Xác định kích thớc của mẫu thử
Chiều dài đoạn mẫu đo biến dạng
a=
Đờng kính mẫu thử
d=

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

3


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu
- Tiến hành thí nghiệm (đặt tải vào mẫu thử) và ghi số liệu theo bảng dới.
Bảng số liệu đọc đợc ở các đồng hồ đo
Lần đặt
tải thứ

P
(kG)

P
(kG)

Số đọc trên bách phân kế
Nhánh bên trái
Nhánh bên phải
Vt
V p
Vt
Vp

0
1
2

250
500

3
750

300

4
500
5
6

250
0

V = Vi +1 Vi

Ghi chú :
3.Xử lý số liệu

Trung bình số gia số gia số vạch ở bên trái

V t
V =
=
n
t
tb

Trung bình số gia số gia số vạch ở bên phải

V p
V =
=
n
p
tb

Biến dạng ở phía bên trái của mẫu thử

Vtbt
a =
=
k
t

Biến dạng ở phía bên phải của mẫu thử

Vtbp
a =
=
k
p

Biến dạng tỉ đối của mẫu thử
Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

4

Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu

tb

a t + a p
=
=
2a

Vì thanh chịu kéo đúng tâm nên ứng suất của thanh là :

=

P
=
F

Mặt khác ta có

= .

( theo định luật Hooke )

Vậy mô đun đàn hồi đo đợc theo thực nghiệm

=

tb

=

4.Nhận xét kết quả thí nghiệm
-Tính sai số giữa thực nghiệm và lý thuyết
- Nêu ra một số nguyên nhân gây ra sai số

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

5


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu

Bài 3

Xác định mô đun đn hồi trợt G

1.Mục đích thí nghiệm
Thông qua việc đo góc xoắn giữa hai mặt cắt của một thanh chụi xoắn thuần
tuý kiểm tra lại mô đun đàn hồi trợt G của vật liệu
Nh đã biết khi vật liệu còn làm việc trong giới hạn đàn hồi thì ta có quan
hệ sau:

G =


2 .(1 + )

Mặt khác nếu một thanh xoắn thuần tuý trong giới hạn đàn hồi và với các
giả thiết
+ Trục thanh vẫn thẳng trớc và sau khi biến dạng
+ Bán kính mặt cắt trớc thẳng sau vẫn thẳng
+ Mặt cắt ngang trơc và sau biến dạng đều phẳng
Ta có quan hệ

=

Mz .l
G . Jo

2. Bố trí và tiến hành thí nghiệm
a/ Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đợc bố trí nh hình vẽ
- Thanh thép mặt cắt hình
vành khăn đợc ngàm chặt một
đầu, đầu tự do có hai cánh tay
l
đòn hai bên. Một bên cánh tay
N
M
đòn có thêm hệ thống dây dẫn
ròng rọc để khi đặt tải đối xứng
hai bên sẽ tạo ra một ngẫu lực
b
b
xoắn thanh.
- Tại hai vị trí bất kỳ đoạn
thanh chịu xoắn gắn cánh tay

đòn, đầu tự do của những cánh
tay đòn này có đặt các đồng hồ đo chuyển vị theo phơng thẳng đứng.
N

d
D

Vậy với mặt cắt xác định khi đo đợc ta xẽ kiểm tra đựơc G

a

P

a

M

P

b/ Tiến hành thí nghiệm
- Xác định kích thớc của mẫu thí nghiệm
l(mm)

d(mm)

D(mm)

a(mm)

bM(mm)

bN(mm)

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

6


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu
b/ Tiến hành đặt tải và ghi số liệu theo bảng dới
Bảng số liệu đọc trên các thiết bị đo khi tăng và giảm tải
Lần đặt
tải thứ

P
(kg)

P
(kg)

Số đọc chuyển vị kế
Tại mặt cắt M
Tại mặt cắt N
M
M
VN
V
V N
V

0
1
2

2
4

3
6
4

2

4
5
6

2
0

Vi = Vi +1 Vi

Ghi chú :

3.Xử lý số liệu
a) Theo lý thuyết có

G =

=
2 .(1 + )

b) Theo thí nghiệm
Đặc trng hình học

J o 0,1( D 4 d 4 ) =
Mô men xoắn tơng ứng với mỗi P

M z = 2P.a =
Trung bình số gia số vạch khi tăng và giảm tải

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

7


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu
n

VtbM =

Vị trí M

Vi M

i =1

n

=

n

VtbN =

Vị trí N

Vi N

i =1

n

=

Góc xoắn các mặt cắt trên thanh tơng ứng với Mz

Mặt cắt M

Mặt cắt N

M

VtbM
=
=
K .bM

N

VtbN
=
=
K .b N

Góc xoắn tơng đối giữa hai mặt cắt đo đợc bằng thực nghiệm

MN = M N =
Vậy mô đun đàn hồi trợt G là

G=

Mz .l
=
MN . Jo

4.Nhận xét kết quả thí nghiệm
-Tính sai số giữa thực nghiệm và lý thuyết
- Nêu ra một số nguyên nhân gây ra sai số

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

8


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu

Bài 4

Đo ứng suất dầm chịu uốn thuần túy
1.Mục đích thí nghiệm

2. Bố trí và tiến hành thí nghiệm
a/ Bố trí thí nghệm nh hình vẽ

b
h

Vt

A

B
l

l

Vd
P

P

b/ Tiến hành thí nghiệm
- Xác định kích thớc của mẫu thí nghiệm và thông số của dụng cụ đo
:
l
(mm)

b

(mm)

h
(mm)

a
(mm)

k

20

1000

a là khoảng cách giữa hai mũi dao của ten xô mét (lấy a = 1 nếu đo bằng điện trở)
k là hệ số khuyếch đại (độ nhạy) của ten xô mét
- Tiến hành quá trình đặt tải và ghi số liệu của thiết bị đo theo bảng
Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

9


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu
Bảng số liệu đọc đợc khi đặt tải
Lần đặt
tải thứ

P
(kg)

Số đọc trên ten xô mét đòn
Ten xô mét ở trên
Ten xô mét ở dới
t
t
V
v
vd
vd

P
(kg)

0
1
2

2
4

3
6
4

2

4
5
6

2
0

3.Xử lý số liệu
a)Tính theo lý thuyết
Đặc trng hình học của mặt cắt ngang

bh 2
=
Wx =
6
Mô men uốn của dầm ứng với tải trọng P

M x = P .l =
ứng suất của dầm theo lý thuyết

max =
min

M x
=
Wx

b) Theo thí nghiệm
Trung bình số gia số vạch của thiết bị đo khi đặt tải
Bên trên

V =
t
tb

V t
n

=

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

10


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu

Bên dới

V

d
tb

V d

=

n

=

Biến dạng tỉ đối của dầm
Thớ trên

t
tb

Thớ dới



d
tb

Vtbt
=
=
a.k
Vtbd
=
=
a.k

ứng suất đo đợc qua thiết bị đo
Thớ trên

max = . tbt =

Thớ dới

min = . tbd =

4.Nhận xét và so sánh kết quả thí nghiệm với lý thuyết
-Tính sai số giữa thực nghiệm và lý thuyết
- Nêu ra một số nguyên nhân gây ra sai số

Bài 5

đo độ võng, góc quay của dầm chịu uốn
ngang phẳng
Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

11


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu

1.Mục đích thí nghiệm

2. Bố trí và tiến hành thí nghiệm
a/ Bố trí thí nghiệm

D

h

b

a
A
l/2

C

B

l/2

P

b/ Tiến hành thí nghiệm
- Đo kích thớc của dầm
l(mm)

b(mm)

h(mm)

a(mm)

- Tiến hành đặt tải và đọc số liệu trên thiết bị đo

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

12


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu
Bảng ghi số liệu đọc trên thiết bị đo khi đặt tải
Lần đặt
tải thứ

P
(kg)

P
(kg)

Số đọc trên bách phân kế
Tại vị trí D
Tại vị trí B
D
D
VB
V
V B
V

0
1
2

2
4

3
6

2

4

4
5
6

2
0

3.Xử lý số liệu
a) Theo lý thuyết:
Đặc trng hình học của mặt cắt

b.h 3
=
Jx =
12
Tơng ứng với mỗi tải trọng P ta có
Độ võng tại mặt cắt giữa nhịp

P .l 3
yB =
=
48 .E . Jx
Góc quay của mặt cắt ở gối

P .l 2
A =
=
16 .E . Jx
b) Theo thí nghiệm
Trung bình số gia số vạch của thiết bị đo khi tăng và giảm tải P

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

13


Báo cáo thí nghiệm Sức bền Vật liệu
n

Tại vị trí B

VtbB =

Vi B

i =1

n

=

n

Tại vị trí D

VtbD =

Vi D

i =1

n

=

Độ võng tại B theo thực nghiệm

VtbB
yB =
=
K
Góc quay mặt cắt A theo thực nghiệm

VtbD
A =
=
K .a
4.Nhận xét kết quả thí nghiệm
-Tính sai số giữa thực nghiệm và lý thuyết
- Nêu ra một số nguyên nhân gây ra sai số

Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao thông Vận tải

14