1/4 Ćwiczenie 1.A: Wyznaczanie elastooptycznej stałej modelowej z obrazu izochrom

Wytrzymałość materiałów – laboratorium Elastooptyka

1/4 Ćwiczenie 1.A: Wyznaczanie elastooptycznej stałej modelowej z obrazu izochrom

obserwowanych w belce poddanej czystemu zginaniu.

1) Schemat układu pomiarowego:

2) Schemat obciąŜenia:

3) Wymiary badanej próbki:

h =... mm g =... mm l =... mm a =... mm Stała czujnika siły: k =... N/działkę

AKADEMIA GÓRNICZO – HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie

Nazwisko i imię: ...

...

Wydział: ...

Rok: ... Grupa: ...

Data ćwiczenia: ... Ocena: ...

Podstawowe zaleŜności:

K m

y

z( _i)

= ⋅

σ

i i

x z y

z

y

h g y Pa J

Mg

i

⋅

⋅

= ⋅

⋅

=

) (

σ 12

z równań (1) i (2):

i i

m y h g K Pa ⋅

= 12 ⋅

(A3) gdzie:

y_i – współrzędna izochromy rzędu m_i K – elastooptyczna stała modelowa ŁAWA ELASTOOPTYCZNA

1 2 3 4 5

1 – źródło światła 2 – polaryzator 3 – układ obciąŜający 4 – badana próbka 5 - analizator

2P

P P

P P

l

a a

x y

z z

m_i y_i

) (yi

σ

z

z P

P

P

P

czyste zginanie

Pa Mg_(z) T_(z)

h

g

Wytrzymałość materiałów – laboratorium Elastooptyka

2/4

4) Wyniki pomiarów i obliczeń:

Wielkość obciąŜenia

Współrzędna izochromy

rzędu mi

Elastooptyczna stała modelowa 2P, (działki) 2P, (N)

Rząd izochromy

m_i

y_i, (mm) K, (MPa)

K

=

Ćwiczenie 1.B: Wyznaczanie elastooptycznej stałej modelowej z obrazu izochrom obserwowanych w tarczy kołowej poddanej ściskaniu.

1) Schemat obciąŜenia tarczy: 2) Podstawowe zaleŜności:

a) NapręŜenia w środku tarczy:

2 ; gD

P

x

π

σ = 6 ;

gD P

y

π

σ = −

8 ;

2

1

gD

P

y

x

σ π

σ σ

σ − = − =

b) Równanie elastooptyki:

2

;

1

− σ = m ⋅ K

σ

c) Elastooptyczna stała modelowa tarczy kołowej (por. równania B2 – B3):

8 ; gDm K P

= π

gdzie:

D, g – wymiary tarczy kołowej (patrz rysunek) m – rząd izochromy w środku tarczy

3) Wymiary badanej tarczy:

D =... mm g =... mm

4) Wyniki pomiarów i obliczeń:

Wielkość obciąŜenia Elastooptyczna

stała modelowa P, (działki) P, (N)

Rząd izochromy na środku tarczy

m K, (MPa)

K

=

P P

x y

× g

Wytrzymałość materiałów – laboratorium Elastooptyka

3/4 Ćwiczenie 2: Wyznaczanie metodą elastooptyczną współczynnika kształtu ( αααα

) dla

poddanej czystemu zginaniu belki osłabionej na krawędzi karbem jednostronnym i dwustronnym.

1) Schemat obciąŜenia

2) Badane próbki:

a) Model I

Próbka z karbem jednostronnym:

b) Model II

Próbka z karbem dwustronnym:

3) Podstawowe zaleŜności:

a) współczynnik kształtu αk (definicja):

max

;

n

k

σ σ

α =

b) napręŜenie maksymalne na dnie karbu σmax:

max

;

max

= K ⋅ m

σ

gdzie: m_max – maksymalny rząd izochromy zaobserwowanej na dnie karbu

K – elastooptyczna stała modelowa badanej próbki – naleŜy przyjąć K=K_śr (wg Ćwiczenia 1.A) c) napręŜenie nominalne σn:

Model I:

6 ;

2

gh

Pa W

M

netto g

g

n

= =

σ

Model II:

6 ; gh

Pa W

M

netto g

g

n

= =

σ

h1 H

×

m_max

h H

×

m_max 2P

P P

P P

l

a a

z σn

σmax

1 2

1 – rozkład napręŜeń nominalnych 2 – rozkład napręŜeń

rzeczywistych

Wytrzymałość materiałów – laboratorium Elastooptyka

4/4 4) Wymiary badanych próbek:

l =... mm a =... mm H =... mm g =... mm h

=... mm h =... mm

5) Wyniki pomiarów i obliczeń:

Wielkość obciąŜenia Badana próbka:

2P, (działki) 2P, (N)

Rząd izochromy na dnie karbu

m_max

Obliczona wartość współczynnika kształtu

ααα αk

Model I Model II

6) Rozkłady napręŜeń w belkach zginanych wyznaczone na podstawie izochrom:

K

=... MPa (wg Ćwiczenia 1.A)

a) belka bez karbu:

b) belka z karbem jednostronnym:

c) belka z karbem dwustronnym:

σ, MPa y

σ

, MPa

σ

, MPa