Лабораторная работа № 6. Определение осадки пружины при ударном нагружении

Литература: [1. § 17.3]; [2. §150-152]; [3. § 13.5].

Цель опыта – экспериментально проверить справедливость теоретической формулы для определение динамического коэффициента при ударе.

Содержание опыта

Для винтовой цилиндрической пружины экспериментально и теоретически определить осадку пружины при ее ударном нагружении.

Схема экспериментально установки приведена на рис. 25.

Установка включает в себя: ударяющий груз 1, направляющий шток 2, шайбу 3 для крепления указателя осадка, пружину 4, указатель осадки 5, измерительную линейку 6.

Исходные данные: материал пружины и его физико - механические характеристики (модуль сдвига G, предел пропорциональности τ_пц, наружный диаметр пружины (D), диаметр проволоки (d); расчетный радиус пружины (R = (D – d)/2), число витков пружины (n), вес груза (Р)).

Указания по выполнению опыта

Перед проведением опыта необходимо определить осадку пружины

.

И наибольшую высоту падения груза H_max, при которой напряжения τ_max, возникающие в пружине, равны пределу пропорциональности τ_пц. Напряжения τ_max следует определять без учета среза, а динамический коэффициент – по приближенной формуле

.

Указатель 5 устанавливается в исходное положение, и груз Р опускается с заданной высоты h. Операция повторяется не менее трех раз для усреднения результатов опыта. На измерительной линейке 6 определяется величина осадки пружины λ_Д^ОП при ударе (падении груза Р с заданной

Рис. 24. Схема к работе № 6.

высоты). Опыт проводится при падении груза Р с трех-четырех высот, отличающихся друг от друга на 20-30 см.

Теоретическое значение осадки пружины при ударном нагружении λ_Д^Т определяется по зависимости λ_Д^Т = λ_СТ ∙К_Д, где динамический коэффициент может быть вычислен либо приближенно, либо точно:

; (а)

; (б)

. (в)

Результаты опытов и расчетов и расчетов заносятся в табл. 10.

Таблица 10