گزارش کارهای آزمایشگاه
مقاومت مصالح
آزمایش شماره (1 )
" پیچش الاستیک "
هدف آزمایش : محاسبه زاویه پیچش یک محور دایره ای و ضریب ارتجاعی برشی فولاد ، آلومینیوم ، برنج .
: شعاع میله / : نیروی وارد شده / : زاویه پیچش / : ممان اینرسی قطبی سطح
: بازوی گشتاور / : لنگر پیچشی / : ضریب ارتجاعی برشی / : طول نمونه
نیروی
گشتاور پیچشی
زاویه پیچش آزمایش
زاویه پیچش از طریق فرمول
با افزایش گشتاور اعمال شده ( وزنه ها ) زاویه نیز افزایش پیدا می کند .
طول
زاویه پیچش آزمایش
زاویه پیچش از طریق فرمول
با افزایش طول نمونه زاویه پیچش نیز افزایش می یابد .
بررسی رابطه زاویه پیچش با ضریب ارتجاعی برشی :
تنش های اصلی
مدول برشی
زاویه پیچش
گشتاور پیچشی
نیرو
آلومینیوم
2913
29351
1.1
196200
200 (gr)
4370
28984
1.65
294300
300 (gr)
5826
30144
2.12
392400
400 (gr)
تنش های اصلی
مدول برشی
زاویه پیچش
گشتاور پیچشی
نیرو
فولاد
صنعتی
2913
84240
0.38
196200
200 (gr)
4370
85619
0.56
294300
300 (gr)
5826
86460
0.7
392400
400 (gr)
تنش های اصلی
مدول برشی
زاویه پیچش
گشتاور پیچشی
نیرو
برنج
2913
35200
0.9
196200
200 (gr)
4370
34835
1.38
294300
300 (gr)
5826
36239
1.76
392400
400 (gr)
با افزایش زاویه پیچش مدول برشی نیز مستقیما افزایش می یابد .
آزمایش شماره ( 2 )
" خمش ماکسول "
هدف آزمایش : تعیین رابطه ی خیز تیر ، بار ، طول ، جنس و لنگر دوم سطح از دهانه قرار گیرنده .
الف ) بدست آوردن رابطه بار با خیز تیر :
500 (gr)
400 (gr)
300 (gr)
200 (gr)
100 (gr)
نیرو
2.15 (mm)
1.91 (mm)
1.23 (mm)
1 (mm)
0.5 (mm)
آزمایش
1.95 (mm)
1.56 (mm)
1.17 (mm)
0.78 (mm)
0.39 (mm)
تئوری
با افزایش بار ، خیز تیر بصورت خطی افزایش پیدا می کند و شیب آن است .
ب ) رابطه بین خیز تیر و طول تیر :
300 (mm)
400 (mm)
450 (mm)
500 (mm)
550 (mm)
600 (mm)
طول
0.1 (mm)
0.2 (mm)
0.41 (mm)
0.5 (mm)
0.83 (mm)
1 (mm)
آزمایش
0.097
0.23 (mm)
0.35 (mm)
0.45 (mm)
0.6 (mm)
0.78 (mm)
تئوری
با افزایش طول نمونه خیز ماکزیمم تیر نیز افزایش می یابد .
ج ) رابطه بین خیز ماکزیمم تیر و لنگر دوم سطح :
6 (mm)
5 (mm)
3 (mm)
ضخامت
0.01 (mm)
0.3 (mm)
1 (mm)
آزمایش
0.098 (mm)
0.17 (mm)
0.78 (mm)
تئوری
با افزایش ضخامت تیر یا مقطع ممان اینرسی سطح افزایش می یابد و در این صورت خیز ماکزیمم کاهش می یابد .
د ) بررسی اثر مدول الاستیسیته :
جنس
0.2 (mm)
0.37 (mm)
0.5 (mm)
آزمایش
0.17 (mm)
0.4 (mm)
0.48 (mm)
تئوری
هرچه ممان اینرسی سطح بیشتر شود خیز ماکزیمم تیرکمتر می شود .
آزمایش شماره ( 3 )
" سختی برینل "
هدف : اندازه گیری عدد سختی جسم به روش برینل .
سختی برینل است و قطر ساچمه درون دستگاه و قطر دایره ایجاد شده روی جسم تحت فشار اعمال شده ، تنش برشی پین و سطح مقطع پین است .
با جایگذاری موارد فوق در فرمول سختی جسم از طریق برینل بدست می آید .
آزمایش شماره ( 4 )
" کمانش "
هدف : بررسی کمانش در ستونها و تعیین بار بحرانی در شرایط تکیه گاهی مختلف .
طول موثر است که برابراست با قسمتی از طول ستون که بصورت ستون دو سر مفصل عمل می کند وتحت بار وارده کمانش می کند . بار بحرانی است .
آزمایش
آزمایش
b
h
L
شرایط تکیه گاهها
65.19 (N)
2.12 L
26 (mm)
2 (mm)
380 (mm)
یک سرگیردارــ یک سر آزاد
82.34 (N)
0.95 L
24 (mm)
1 (mm)
380 (mm)
دو سر مفصل
63.9 (N)
0.8 L
24 (mm)
1 (mm)
380 (mm)
یک سر گیر دارــ یک سر مفصلی
150.2 (N)
0.5 L
24 (mm)
1 (mm)
380 (mm)
دو سر گیردار
مقایسه اعداد بدست آمده از طریق تئوری و آزمایش :
گیردار ـ گیردار
گیردار ـ مفصلی
غلتکی ـ غلتکی
گیر دارـ آزاد
109.39
55.8
27.34
59.16
تئوری
190
266
380
760
150.2
63.9
82.34
65.19
آزمایش
190
304
361
805.6
آزمایش شماره ( 5 )
" کشش "
هدف:
بررسی رفتار تنش ـ کرنش فلزات و بدست آوردن مشخصات مکانیکی آنها.
محاسبه مدول یانگ آلومینیوم، فولاد و برنج.
شرح دستگاه:
اجزای اصلی دستگاه تست کش:
1. شاسی دستگاه؛ 2. جک های هیدرولیکی؛
3. فک پمپی؛ 4. پمپ هیدرولیکی؛
5. نمونه تست کشش؛ 6. گیج فشار؛
7. گیج تغییر طول
شرح آزمایش:
نمونه را بین دو فک دستگاه می بندیم. سپس با چرخاندن پمپ هیدرولیک دستی روغن به داخل دو جک هیدرولیک فشار وارد می کند. به این ترتیب فک پیچی به سمت بالا حرکت کرده و نمونه را تحت بار قرار می دهد. مقدار نیرو را از روی گیج فشار و مقدار تقریبی طول نمونه را از روی گیج تغییر طول که به نمونه متصل است، می خوانیم. این آزمایش را برای سه نمونه از جنس های مختلف انجام می دهیم که در این آزمایش طول موثر برابر 50 میلیمتر و قطر نمونه برابر 7 میلیمتر است.
میله برنجی
80
70
60
50
40
30
20
10
نیروی F
2/69
22
3/17
5/14
3/11
5/8
8/5
2/2
تغییر طول
95
90
85
نیروی F
643
300
163
ΔL
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
نیروی F
12
11
11
10
10
8/9
9
8
7
8/5
4
1
ΔL
160
150
140
130
نیروی F
5/17
16
15
5/13
ΔL
نمونه برنجی
طول اولیه نمونه
50
طول ثانویه نمونه
43/56
قطر اولیه نمونه
7
قطر نمونه گلویی
23/6
درصد کاهش سطح
3/14
درصد افزایش طول
32/17
مدول یانگ
89/54
تنش تسلیم بالا
8/1018
تنش تسلیم پایین
8/864
8