Испытание на срез стального образца. Лабораторная работа 4

1.

Белгородский государственный технологический
университет им. В. Г. Шухова
Кафедра теоретической механики
и сопротивления материалов
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
Лабораторная работа 4
Испытание на срез стального
образца
Электронный учебный курс написан на основе лекций,
читавшихся автором для студентов различных
специальностей.

2.

Цель работы:
Определить временное сопротивление стали при срезе и сравнить
его с временным сопротивлением при растяжении.
Соединительные элементы деталей машин и строительных
конструкций (шпонки, штифты, заклепки, болты, угловые сварные
швы), как правило, разрушаются путем сдвига (среза) от действия
касательных напряжений, возникающих в плоскостях среза.
В расчетах на прочность предполагается, что касательные
напряжения t распределены равномерно в плоскостях среза и
поэтому определяются путем деления силы на площадь среза т.е.
(средние напряжения)
где Q - поперечная сила,
А - площадь среза.
Сила параллельна площадке среза

3.

Опыты показывают, что характеристики прочности при срезе
(предел пропорциональности tрг, предел текучести tу, временное
сопротивление tu) меньше соответствующих характеристик прочности
при растяжении.
Теоретически
допускаемым
установлено
касательным
следующее
напряжением
нормальным напряжением sadm:
соотношение
tadm
и
между
допускаемым
(другие
обозначения)
При одном и том же коэффициенте запаса прочности по
нормальным и касательным напряжениям из соотношения следует
где (tу и tu - предел текучести и временное сопротивление при
растяжении того же самого материала.

4.

Если
касательные
напряжения
не
превышают
предела
пропорциональности tрг, то при сдвиге имеет место закон Гука
где G - модуль сдвига, зависящий от материала.
g- угол сдвига.
Последовательность выполнения работы.
1. Измеряем диаметр образца.
2. Устанавливаем приспособление со стальным образцом на нижнюю
траверсу испытательной машины.
3. Плавно нагружаем приспособление сжимающим усилием до
разрушения.
4. По шкале силоизмерительного устройства определяем силу среза.

5.

Испытания проводятся на универсальной испытательной
машине УММ-10

6.

Испытания на срез стального образца проводится с
помощью приспособления, эскиз которого показан на
слайде.

7.

Приспособление установлено на нижнюю траверзу
машины.

8.

Образец разрушен. Стрелка указывает разрушающую
нагрузку.

9.

Образец до и после нагружения.

10.

Диаметр образца и максимальную силу выбираем из таблицы 5.

11.

Журнал

12.

Все расчеты и выводы по работе занести в журнал лабораторных
работ
Обработка результатов испытания.
1. Определяем временное сопротивление стали при срезе tu
путем деления силы среза на удвоенную площадь поперечного
сечения.

13.

2. Вычисляем tu и su . Определяем марку стали по таблице 2
(см лаб. работу № 1).

14.

15.

16.

Выводы
В
результате
эксперимента
определено
временное
сопротивление стали при срезе (272 МПа).
Временное сопротивление стали при растяжении равно 453
МПа, что соответствует стали марки 09Г2 ГОСТ 19281-73.
Вопросы:
1. Какие напряжения возникают в поперечных сечениях при срезе?
При срезе в поперечных сечениях образца возникают
касательные напряжения.
2. Сколько плоскостей среза имеет стальной образец,
испытываемый в лабораторной работе?
Два.
3. Записать закон Гука при срезе (сдвиге).
где G - модуль сдвига, зависящий от материала.
g- угол сдвига.