تحقیق آزمايش پيچش
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 20 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
1
تعريف پيچش
در مکانیک جامدات، پیچش را تغییر شکل مقطع جسم در اثر وارد آمدن گشتاور تعریف می‌کنند. در مقاطع دایروی تنش برشی ایجاد شده عمود بر شعاع است.
برای محورهای دارای مقطع دایروی، خواه توپر و خواه توخالی با ضخامت دیواره ثابت، و یکنواخت، رابطه پیچش به صورت زیر می‌باشد:
و تنش برشی برابر است با:
1 – هدف آزمايش
در آزمايش پيچش به دنبال رسيدن به اهداف زير هستيم :
1- بررسي رفتار مواد در عمل پيچش در حد الاستيك
2- تعيين ضريب ثابت ارتجاعي در برش G ( Rigidity )
3- تعيين تنش برشي در نقطه تسليم ( yield Point )
4- بررسي رفتار مواد در حالت تغيير شكل دائمي( plastic ) ومشاهده پديده كارسختي( work-dardening )
5- مقليسه مقاومت آلياژهاي مختلف در حالت پيچش
البته چو ن آزمايش ما فقط روي يك نمونه (برنجي) انجام شد هدف آخر براي ما قابل دسترسي نبود.
2- تئوري آزمايش
در تحليل مسائل پيچش با سطح مقطع دايره اي از سه مفهوم پايه اي مقاومت مصالح استفاده مي شود :
الف) شرايط تعادل براي تعيين گشتاور مقاوم داخلي در مقطع بكار مي روند.
ب) هندسه تغيير شكل طوري فرض مي شود كه تغييرات كرنش برشي از مركز محور به طرف سطح آن خطي باشد.
2
ج) خواص ماده براي مربوط كردن كرنشهاي برشي به تنشهاي برشي و محاسبه تنش برشي در هر مقطع بكار مي رود.
تنشهاي برشي
هنگامي كه ميل گردان در معرض پيچش قرار مي گيرد تمام سطح مقطع هاي آن صاف و بدون تلبيدگي باقي مي ماند. در اين صورت كرنش برشي بصورت خطي با فاصله ρ از محور ميل گردان تغيير مي كند.
ץ = ρ ץmax / c → Gץ = ρ G ץmax / c → t = ρ / c ´ tmax
T = ò ρ (t dA ) Þ t = T ρ / J
ممان قطبي مقطع مورد نظر است : J
مقاطع توخالي : J = ½ ´ π (r14 – r24) = 1/32 ´ π (d24 – d14)
مقاطع توپر : J = ½ ´ π r4 = 1/32 ´ π d4
لوله با جدار نازك : J = 1/4 ´ π ´ t ´ d3
زاويه پيچش (تغيير شكل برشي) :
هدف يافتن رابطه بين زاويه پيچش θ با گشتاور پيچشي وارد شده T است.
خط مفروض AB روي ميله بعد از اعمال گشتاور حداكثر maxץ تغيير شكل نسبي برشي مي دهد.
ץmax = c θ / L
Þ θ = TL / JG
ץmax = tmax / G = Tc / JG θ = tL / Gr
( G ضريب الاستيسيته برشي )
مواد شكل پذير معمولا تحت برش مي شكنند بنابرين موقعي كه نمونه ساخته شده از ماده شكل پذير در معرض پيچش قرار مي گيرد در امتداد صفحه اي عمود بر محور طوليش مي شكند. از طرف ديگر مواد شكننده در كشش ضعيفترند تا در برش بدين ترتيب وقتي نمونه ساخته شده از ماده شكننده در معرض پيچش قرار مي گيرد در امتداد سطوحي مي شكند كه عمود بر جهت كشش ماكزيمم هستند يعني در امتداد سطوحي كه زاويه 450 با محور طولي نمونه مي سازند.
3- شرح دستگاه
3
دستگاه آزمايش پيچش
اساس ساختمان دستگاه پيچش را دو فك نگهدارنده تشكيل مي دهند كه روي يك محور سوار شده اند. يكي از اين فك ها ثابت و ديگري متحرك است. فاصله اين دو فك قابل تنظيم بوده كه بستگي به طول نمونه دارد. گردش فك متحرك كه منجر به اعمال پيچش مي شود توسط يك چرخدنده كاهنده (60/1) انجام مي شود كه يك دور كامل آن معادل 6 ئرجه است. انتهاي فك ثابت توسط بازوي گشتاوري به طول mm 125 به يك گشتاورسنج متصل مي شود كه توسط يك چرخ دستي و به كمك تراز مي توان گشتاورسنج را عمود بر بازو قرار داد. زاويه پيچش اعمال شده بر نمونه را دو صفحه مدرج دستگاه( 360-0 يا 60-0 ) و يا كنتور دورسنج ( براي زواياي پيچش بزرگتر) مشخص مي كند.
4
4- مشخصات جنس و شكل نمونه
نمونه مورد استفاده در آزمايش از جنس برنج است كه در دو انتها شش گوش ( براي محكم شدن در فك ها ) و در قسمت وسط دايره اي مي باشد.
78.3 mmطول اوليه نمونه
6 mmقطر اوليه نمونه
5- جدول نتايج
در مرحله اول آزمايش كه در محدوده كشسان انجام شد با وارد كردن زاويه مشخص به نمونه مقدار گشتاور وارده ثبت گرديد.
فاصله زوايا يك درجه و تا 8 درجه اين كارادامه يافت پس از آن زاويه پيچش تا حد گشتاور صفر كم شد.
(Deg) θ زاويه پيچش
(N.m) T گشتاور وارده
(Rad) θ زاويه پيچش
0
0
0
0.5
0.6
0.008722222
1
1
0.017444444
2
2
0.034888889