Praca zbiorowa pod redakcją:Tadeusza BURCZYŃSKIEGO, Witolda BELUCHA,Antoniego JOHNA

LABORATORIUMZ WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Autorzy:Witold Beluch, Tadeusz Burczyński, Piotr Fedeliński,Antoni John, Grzegorz Kokot, Wacław Kuś

WYDAWNICTWO POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJGliwice 2002

SPIS TREŚCI

WSTĘP 7

1. STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI 9

1.1. Cel ćwiczenia 91.2. Wprowadzenie 91.3. Podstawy teoretyczne 101.4. Przebieg ćwiczenia 151.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 161.6. Przykładowe pytania kontrolne 181.7. Literatura 18

2. STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA METALI (WYZNACZANIE MODUŁU

SPRĘŻYSTOŚCI POPRZECZNEJ) 19

2.1. Cel ćwiczenia 192.2. Wprowadzenie 192.3. Podstawy teoretyczne 202.4. Przebieg ćwiczenia 242.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 262.6. Przykładowe pytania kontrolne 272.7. Literatura 27

3. PRÓBY UDAROWE 28

3.1. Cel ćwiczenia 283.2. Wprowadzenie 283.3. Podstawy teoretyczne 3 03.4. Przebieg ćwiczenia 333.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 353.6. Przykładowe pytania kontrolne 363.7. Literatura 36

4. DOŚWIADCZALNE SPRAWDZENIE TWIERDZEŃ O WZAJEMNOŚCI PRAC

(BETTIEGO) I PRZEMIESZCZEŃ (MAXWELLA) 37

4.1. Cel ćwiczenia 374.2. Wprowadzenie 374.3. Podstawy teoretyczne 374.4. Przebieg ćwiczenia 424.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 454.6. Przykładowe pytania kontrolne 454.7. Literatura 45

5. STATYCZNE POMIARY TENSOMETRYCZNE 46

5.1. Cel ćwiczenia 465.2. Wprowadzenie 465.3. Podstawy teoretyczne 465.4. Przebieg ćwiczenia 545.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 575.6. Przykładowe pytania kontrolne 585.7. Literatura 58

6. ANALIZA STANU NAPRĘŻENIA METODĄ ELASTOOPTYCZNĄ 59

6.1. Cel ćwiczenia 596.2. Wprowadzenie do ćwiczenia 596.3. Podstawy teoretyczne 596.4. Przebieg ćwiczenia 656.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 676.6. Przykładowe pytania kontrolne 676.7. Literatura 68

7. BADANIE PRĘTÓW NA WY BOCZENIE 697.1. Cel ćwiczenia 697.2. Wprowadzenie 697.3. Podstawy teoretyczne 707.4. Przebieg ćwiczenia 787.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania_______________________797.6. Przykładowe pytania kontrolne 807.7. Literatura 80

8. WYZNACZANIE ŚRODKA ŚCINANIA w PRĘTACH o PRZEKROJACH

NIESYMETRYCZNYCH 818.1. Cel ćwiczenia 818.2. Wprowadzenie 818.3. Podstawy teoretyczne 818.4. Przebieg ćwiczenia 868.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 878.6. Przykładowe pytania kontrolne 888.7. Literatura 88

9. ZGINANIE UKOŚNE 89

9.1. Cel ćwiczenia 899.2. Wprowadzenie 899.3. Podstawy teoretyczne 899.4. Przebieg ćwiczenia 929.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 939.6. Przykładowe pytania kontrolne 949.7. Literatura 94

10. WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA SPRĘŻYSTOŚCI PODŁUŻNEJ (MODUŁU

Y O U N G A ) W TRAKCIE STATYCZNEJ PRÓBY ROZCIĄGANIA METALI 95

10.1. Cel ćwiczenia 9510.2. Wprowadzenie 9510.3. Podstawy teoretyczne 9510.4. Przebieg ćwiczenia 9910.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 10010.6. Przykładowe pytania kontrolne 10010.7. Literatura 100

11. ZASTOSOWANIE METODY ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH DO ROZWIĄZYWANIAUKŁADÓW PRĘTOWYCH 101

11.1. Cel ćwiczenia 10111.2. Wprowadzenie 10111.3. Podstawy teoretyczne 10111.4. Przebieg ćwiczenia 11111.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 11311.6. Przykładowe pytania kontrolne 11311.7. Literatura 114

12. METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH DLA DWUWYMIAROWYCH ZAGADNIEŃ

TEORII SPRĘŻYSTOŚCI 11512.1. Cel ćwiczenia 11512.2. Wprowadzenie 11512.3. Podstawy teoretyczne 11512.4. Przebieg ćwiczenia 12412.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 12512.6. Przykładowe pytania kontrolne 12512.7. Literatura 126

13. ZASTOSOWANIE METODY ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH DO WYZNACZANIACZĘSTOŚCI DRGAŃ WŁASNYCH I POSTACI DRGAŃ WŁASNYCH 127

13.1. Cel ćwiczenia 12713.2. Wprowadzenie 12713.3. Podstawy teoretyczne 12813.4. Przebieg ćwiczenia 13213.5. Opracowanie wyników i wytyczne do sprawozdania 13313.6. Przykładowe pytania kontrolne 13313.7. Literatura 133

14. DODATEK 134

14.1. Metoda najmniejszych kwadratów 13414.2. Schemat i instrukcja obsługi mostka tensometrycznego CMT-831 136

WSTĘP

Niniejszy skrypt zawiera podstawowe ćwiczenia laboratoryjne z wytrzymałości mate-

riałów, które obejmują doświadczalne badania mechaniczne materiałów, ćwiczenia ilustrujące

wybrane twierdzenia oraz zasady znane z teorii sprężystości jak również ćwiczenia z zakresu

zastosowania metody elementów skończonych w zagadnieniach wytrzymałościowych.

Zadaniem ćwiczeń laboratoryjnych jest praktyczne uzupełnienie treści przedstawianych

w ramach wykładu z wytrzymałości materiałów. Skrypt jest naturalnym uzupełnieniem

podręcznika: R.Bąk, T.Burczyński: Wytrzymałość materiałów z elementami ujęcia kompute-

rowego, WNT, Warszawa 2001.

Skrypt przeznaczony jest głównie dla studentów, którzy kurs przedmiotu - wytrzymałość

materiałów - przechodzą na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej

w ramach kierunków studiów: mechanika i budowa maszyn, automatyka i robotyka, zarzą-

dzanie i inżynieria produkcji oraz wychowanie techniczne. Skrypt może być także przydatny

dla studentów innych wydziałów i kierunków studiów.

Powstał on w Katedrze Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki

Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Śląskiej i jest wynikiem wielolet-

nich doświadczeń autorów, którzy prowadzą zajęcia z wytrzymałości materiałów.

Autorzy wyrażają nadzieję, że niniejszy skrypt będzie pomocny dla studentów w przygoto-

waniu i wykonaniu ćwiczeń laboratoryjnych.

Gliwice, styczeń 2002 r. Autorzy