تحقیق درباره آزمایش چگالی سنج ها

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 4

چگالی سنج ها

چگالی سیالات را با چگالی سنج ها می خوانیم .چگالی آب برابر با 1 است . چگالی الکل 0.8 است .

H2o یا گرم بر سانتی متر مربع است یا یک گرم بر میلی لیتر است .

رابطه چگالی :

/v m d

D - دانسیته

M – جرم « گرم یا کیلو گرم »

V - حجم « سانتی متر مکعب یا میلی لیتر یا لیتر »

چگالی سنج ها انواع مختلفی دارد وبرای هر سیال متفاوت است وباید چگالی سنج در محدود سیال مشخص استفاده کرد . منظور از سیالات ( مایعات ومحلولها )است . روش اندازه گیری سیالات استفاده از استوانه مدرج وترازو است.

روش اندازه گیری چگالی جامدات :

روش اندازه گیری جامدات با استفاده از استوانه مدرج وترازو است .

جامدات انواع مختلف دارد :

1 – کاملا فشرده اند « مانند میخ ،قاشق ،حلبی »

2 - خرد شده

3 – پودری

4 – گرانولی

آنقدر آب داخل استوانه مدرج می ریزیم تا بتواند قطعه در آن کاملا فرو رود . بعد از اینکه آب را ریختیم داخل استوانه ترازو را صفر می کنیم وv یک را می نویسیم وبعد قطعه را داخل استوانه می اندازیم حجم افزایش پیدا می کند وv 2 را می نویسیم .

پودرها ومواد خرد شده :

1-     کاملا نامحلول در آب « روش جامدات »

2-     اگر در آب محلول باشند « استفاده از یک حلال مثل نفت ، تکان مداوم sheker »

جرم را بر حجم تقسیم می کنیم وچگالی بدست می آید .

انواع حلالها :

1-      قطبی ودارای پیوند هیدروژنی { آب والکل }

2-      غیر قطبی « نفت ، بنزین ، ccl4 ، ch2cl2 ، chcl3 ، کلروفرم » « نمکها وشکر در این حلالها حل نمی شود »

انواع چگالی سنج ها :

1)                1- 1.1 بالای یک

2)                1.1- 1.2

3)                1- 0.9

4)                0.8- 0.9 زیر یک

5)                0.8- 1

بالای یک از محلولهای آبی و زیر یک از محلولهای آب والکل

مواد لازم :

آب ، استوانه مدرج ، نمک ، الکل،ترازو

روش آزمایش :

1-     ابتدا ترازو را روشن کرده واستوانه مدرج را روی آن گذاشته وجرم را بدست می آوریم .

2-     بعد ترازو را صفر کرده داخل استوانه مدرج 60 میلی لیتر آب می ریزیم .

نکته مهم :

هرماده ای که چگالی آن بالا باشد یعنی زیاد باشد ته استوانه می رود هر ماده که چگالی آن کمتر باشد رو می آید .چگالی آب دریا از آب استخر زیاد است .اگر الکل داخل آب بریزیم چگالی در چگالی سنج بالا می رود .

چگالی

مردم گاهی می‌گویند سرب سنگیتر از پر است. اما یک گونی بزرگ پر از پر سنیگتر از یک ساچمه سربی است. واژه سنگینی سه مفهوم متفاوتی دارد. مثلا در عبارت «یک سنگ خیلی سنگین است و نمی‌شود حرکت داد.» منظور وزن سنگ است. در چنین مفهومی هیچ جوابی برای پرسش «شیر سنگینتر است یا آب؟» وجود ندارد. سوالات اخیر مربوط به یک ویژگی عام از کلیه مواد می‌باشد. این ویژگی چگالی یا جرم حجمی نام دارد که از مشخصه‌های فیزیکی مواد به حساب می‌آید. که این ویژگی مواد مستقل از ابعاد نمونه می‌باشد. بنابراین برای بیان دقیق ، باید بگوییم چگالی سرب بیشتر از چگالی پر است. و در مورد شیر و آب نیز این امر صادق است. واحدها در اندازه گیری چگالی جامدات و مایعات معمولا جرم را بر حسب گرم (g) یا کیلوگرم (kg) و حجم را بر حسب سانتیمتر مکعب (cm3) یا مترمکعب (m3) بیان می‌کنند. که در این صورت چگالی برحسب واحدهای کیلوگرم بر متر مکعب (Kg/m3) یا گرم بر سانتیمتر مکعب (gr/cm3) می‌سنجند. چگالی نشانگر این است که جرم ماده تا چه حد متراکم شده است. مثلا ، سرب یک ماده چگال است زیرا مقدار زیادی از آن در حجم کوچکتر متراکم شده از طرف دیگر چگالی آزمایش‌های مربوط به هوا بسیار کم است. طریقه اندازه گیری برای اندازه گیری چگالی یک جسم باید هم جرم جسم (m) و هم حجم (V) آن را اندازه گیری کنیم. جرم را می‌توانیم با ترازو اندازه گیری کنیم. حجم یک جسم جامد را می‌توانیم با راههای گوناگون اندازه بگیریم. مثلا برای به دست آوردن حجم یک مکعب ، اندازه یک ضلع آن را به توان 3 می‌رسانیم و یا برای تعیین حجم یک مکعب مستطیل طول ، عرض و ارتفاع آن را در هم ضرب می‌کنیم. حجم یک مایع را می‌توانیم با ظرف شفاف مدرجی که واحدهای حجم را نشان می‌دهد اندازه بگیریم. در آزمایشگاه معمولا برای اندازه گیری حجم مایعات از استوانه مدرج استفاده می‌کنند. در مواردی بوسیله اندازه گیری جرم نسبی مواد نسبت به هم از طریق چگالی نسبی مواد نسبت به هم می‌توانیم چگالی تک تک مواد را اندازه گیری نموده و مشخص نماییم. چگالی نسبی مقایسه چگالی دو مایع با یکدیگر یا مقایسه چگالی یک جامد با یک مایع خیلی راحت است. اگر چگالی جسمی کمتر از مایع باشد در آن شناور می‌شود و در غیر اینصورت در آن غرق می گردد. مثلا چگالی چوب از آب کمتر است و برای همین است که چوب روی آب شناور می‌ماند «نیروی ارشمیدس». مواد چگال هسته اتمهای تشکیل دهنده مواد و ستارگان از جمله کوتوله‌های سفید ، ستارههای نوترونی ، ابر نواختران ، سیاه چاله‌ها و ... چگالترین موادها هستند. قیف جدا کننده وسیله‌ای است که مایعات را بر اساس شاخص چگالی از هم جدا می‌کند مثلا اگر مخلوط روغن و آب را در مخزن این دستگاه بریزیم بر حسب چگالی مواد در داخل این ظرف تفکیک می‌شود اگر شیر ریز ظرف را باز کنیم مایعی که دارای چگالی بالاست در زیر قرار گرفته و از دستگاه خارج می‌گردد تا اینکه به مرز جدایی مایعات (روغن و آب) برسد، در چنین حالتی شیر را می‌بندیم و دستگاه با موفقیت دو مایع مخلوط را از هم جدا می‌کند. توجه: تغییرات دما سبب تغییر حجم جسم می‌شود. بنابراین، با تغییر دما چگالی یک ماده تغییر می‌کند. از این رو چگالی اغلب مواد را در ˚25C معین می‌کنند.   در جدول زیر چگالی بعضی از مواد معمولی در دمای ˚25C فهرست شده است.  ماده چگالی g/cm3  گاز طبیعی 0.000656  هوا 0.00118  اتانول0.78948  سدیم کلرید 2.164  فولاد ضد زنگ 8.037  جیوه 13.545   حل یک مسئله مسئله: حجم یک قطعه موم 8.50cm3 و جرم آن 8.06g است. چگالی موم را بدست آورید. راه حل: چگالی، جرم در واحد حجم است و به صورت زیر نشان داده می‌شود. D=m/Vبا جایگذاری مقادیر معلوم ، خواهیم داشت: D=8.06g/8.5cm3=0.948g/cm3

تحقیق درباره آزمایش پیچش

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

‫‫تعریف پیچش

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 آزمایش

در آزمایش پیچش به دنبال رسیدن به اهداف زیر هستیم :

1- بررسی رفتار مواد در عمل پیچش در حد الاستیک

2- تعیین ضریب ثابت ارتجاعی در برش G ( Rigidity )

3- تعیین تنش برشی در نقطه تسلیم ( yield Point )

4- بررسی رفتار مواد در حالت تغییر شکل دائمی( plastic ) ومشاهده پدیده کارسختی( work-dardening )

5- مقلیسه مقاومت آلیاژهای مختلف در حالت پیچش

البته چو ن آزمایش ما فقط روی یک نمونه (برنجی) انجام شد هدف آخر برای ما قابل دسترسی نبود.

2- تئوری آزمایش

در تحلیل مسائل پیچش با سطح مقطع دایره ای از سه مفهوم پایه ای مقاومت مصالح استفاده می شود :

الف) شرایط تعادل برای تعیین گشتاور مقاوم داخلی در مقطع بکار می روند.

ب) هندسه تغییر شکل طوری فرض می شود که تغییرات کرنش برشی از مرکز محور به طرف سطح آن خطی باشد.

ج) خواص ماده برای مربوط کردن کرنشهای برشی به تنشهای برشی و محاسبه تنش برشی در هر مقطع بکار می رود.

تنشهای برشی

هنگامی که میل گردان در معرض پیچش قرار می گیرد تمام سطح مقطع های آن صاف و بدون تلبیدگی باقی می ماند. در این صورت کرنش برشی بصورت خطی با فاصله ρ از محور میل گردان تغییر می کند.

ץ = ρ ץmax / c → Gץ = ρ G ץmax / c → ( = ρ / c ( (max

T = ( ρ (( dA ) ( ( = T ρ / J

ممان قطبی مقطع مورد نظر است : J

مقاطع توخالی : J = ½ ( π (r14 – r24) = 1/32 ( π (d24 – d14)

مقاطع توپر : J = ½ ( π r4 = 1/32 ( π d4

لوله با جدار نازک : J = 1/4 ( π ( t ( d3

زاویه پیچش (تغییر شکل برشی) :

هدف یافتن رابطه بین زاویه پیچش θ با گشتاور پیچشی وارد شده T است.

خط مفروض AB روی میله بعد از اعمال گشتاور حداکثر maxץ تغییر شکل نسبی برشی می دهد.

ץmax = c θ / L

( θ = TL / JG

ץmax = (max / G = Tc / JG θ = (L / Gr

( G ضریب الاستیسیته برشی )

مواد شکل پذیر معمولا تحت برش می شکنند بنابرین موقعی که نمونه ساخته شده از ماده شکل پذیر در معرض پیچش قرار می گیرد در امتداد صفحه ای عمود بر محور طولیش می شکند. از طرف دیگر مواد شکننده در کشش ضعیفترند تا در برش بدین ترتیب وقتی نمونه ساخته شده از ماده شکننده در معرض پیچش قرار می گیرد در امتداد سطوحی می شکند که عمود بر جهت کشش ماکزیمم هستند یعنی در امتداد سطوحی که زاویه 450 با محور طولی نمونه می سازند.

3- شرح دستگاه

دستگاه آزمایش پیچش

اساس ساختمان دستگاه پیچش را دو فک نگهدارنده تشکیل می دهند که روی یک محور سوار شده اند. یکی از این فک ها ثابت و دیگری متحرک است. فاصله این دو فک قابل تنظیم بوده که بستگی به طول نمونه دارد. گردش فک متحرک که منجر به اعمال پیچش می شود توسط یک چرخدنده کاهنده (60/1) انجام می شود که یک دور کامل آن معادل 6 ئرجه است. انتهای فک ثابت توسط بازوی گشتاوری به طول mm 125 به یک گشتاورسنج متصل می شود که توسط یک چرخ دستی و به کمک تراز می توان گشتاورسنج را عمود بر بازو قرار داد. زاویه پیچش اعمال شده بر نمونه را دو صفحه مدرج دستگاه( 360-0 یا 60-0 ) و یا کنتور دورسنج ( برای زوایای پیچش بزرگتر) مشخص می کند.

4- مشخصات جنس و شکل نمونه

تحقیق درباره آزمایش خاک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 25

Archive of SID

1 پژوهشنامه حمل و نقل، سال دوم، شماره سه، پاییز 1384 9 1 84/7/ 83 - تاریخ پذیرش: 15 /10/ * تاریخ دریافت: 15

بررسی تاثیر میزان سیلیس و آلومین موجود در

مواد افزودنی بر روند تثبیت ماسه های روان*

ابوالفضل حسنی، استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

محسن صالحی، دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

E-mail:[e-mail]

چکیده

مناطق وسیعی از کشور ایران، شامل دشتهای ماسه روان است که همه ساله حرکت این ماسه ها، علاوه بر عوارض

اجتماعی و بهداشتی که برای حاشیه نشینان این بست رها ایجاد میکند، خسارات مالی جبران ناپذیری نیز برای مسیر های

راه و راه آهن موجود و در معرض حرکت این ماس هها به بار م یآورد. درحال حاضر سطح بیابانها ، کویرها و شنزارهای

کشور 34 میلیون هکتار و مراتع فقیر کویری 16 میلیون هکتار بر آورد می شود که از این مقدار 12 میلیون هکتار سطح

شنزارهای کشور بوده که 5 میلیون هکتار آن ماسه ها و شنهای روان و فعالاند . بنابراین با سطح وسیعی از این بسترها

مواجه هستیم که ب هناچار در پروژه های راه سازی با آنها برخورد می کنیم و باید تمهیدات مناسبی برای مقابله با آن

اندیشیده شود. در این تحقیق سعی شده که با بکارگیری دو نوع پوزولان با درصدهای سیلیس و آلومین متفاوت، اثر

تثبیتی این عناصر را بر خاکهای آزمایشی مورد بررسی قرار دهیم تا تاثیر هر یک از این عناصر بر مقدار مقاومت نهایی و

زمان عمل آوری مفید جهت کسب مقاومت در این نوع خاکها مشخص شود.

واژههای کلیدی: ماسههای روان، تثبیت، مواد افزودنی، پوزولانها

1. مقدمه

در این تحقیق از ترکیب پوزولان و آهک برای تثبیت خاک های

حاوی ماسه استفاده شده است. آهک از متداولترین مواد افزودنیش

برای تثبیت خاکهای مساله دار است که تجربیات بسیار زیادی از

استفاده آن در نقاط مختلف دنیا وجود دارد. پوزولان نیز یک ماده

افزودنی بسیار ارزان و منبع غنی سیلیس و آلومین است. هدف از

انجام این تحقیق بررسی چگونگی تاثیر درصد عناصر سیلیسی و

.[ آلومین موجود در مواد افزودنی، بر روند تثبیت این خاکهاست [ 1

در این مقاله ابتدا مصالح مصرفی معرفی شده، آزمایشهای تعیین

مطلوب واکنشهای پوزولانی در خاکهای مورد نظر (تعیین pH

درصد آهک بهینه) و همچنین آزمایشهای تعیین حداکثر دانسیته

خشک خاک (تعیین درصد رطوبت بهینه) انجام و نتایج منعکس

شدهاند. در مرحله بعدی، آزمایشهای تعیین چگونگی کسب

و مقاومت CBR مقاومت خاکهای تثبیت u1588 شده (آزمایشهای

فشاری تک محوری) در برابر درصدهای مختلف پوزولانهای

تراس و دودۀ سیلیس با زمانهای مختلف عملآوری طبق

استانداردهای ذکر شده جهت تعیین میزان مقاومت ایجاد شده در

این خاکها انجام شدهاند. نهایتاً در انتهای مقاله بحث و تحلیل نتایج

در زمینه تثبیت این خاکها و نتیجه گیری ارایه میشود.

www.SID.ir

Archive of SID

حسنی و صالحی

1 9 2 پژوهشنامه حمل و نقل، سال دوم، شماره سه، پاییز 1384

2. پیشینه تحقیقات و تجربیات کشورهای دیگر

با توجه به تحقیقات انجام شده در نقاط مختلف دنیا ، برای تثبیت

این بسترها بیشتر روش های فیزیکی و زیست محیطی برای

جلوگیری از روان شدن این بسترها بکار می رود که در زیر به چند

نمونه از آنها اشاره م یشود [ 2]. اما هدف از تحقیق انجام شده

استفاده از پوزولان برای ایجاد مقاومت جهت ساخت راه و ابنیه

فنی در این بستر هاست و درصورت فراهم شدن شرایط مناسب

برای واکنشهای پوزولانی در هر محیط (با افزودن پوزولان و

.[ آهک)، م یتوان باعث ایجاد روند افزایش مقاومت شد[ 3

1-2 تجربه کشور هندوستان

2 میلیون کیلومتر مربع بیابان داغ است که به / هندوستان دارای 34

موسوم است و دارای ویژگیها یی به (Thar) زبان محلی به تار

شرح ذیل است:

تحقیق درباره آزمایش رابرت هوک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 33

مقدمه

رابرت هوک، فیزیکدان شهیر انگلیسى روز هیجدهم ژوئیه سال 1635 میلادى در دهکده فرش واتر واقع در ساحل جنوبى انگلیس چشم به جهان گشود.پدرش کشیش همان محل بود و در خانه کوچکى زندگى مى‏کرد. هوک از بدو تولد بسیار ضعیف و لاغر بود و چنانچه از یادداشت‏هاى دوران جوانى او بدست مى‏آید، کمتر غذایى به مزاجش سازگار بود، به علت التهاب سینوس‏هاى پیشانى اش، همواره سردرد و سرگیجه داشت، دائما مبتلاء به زکام بود و از این بیمارى به شدت رنج مى‏برد، شب‏ها نمى‏توانست بخوابد و اگر هم ساعتى مى‏خوابید، در خواب با رویاهاى ترسناک و کابوس‏هاى وحشتناکى دست به گریبان مى‏شد و درد و بى خوابى سبب تندخویى و بى‏حوصلگى هوک و در نتیجه باعث گله و شکایت دیگران و رنجش دوستانش مى‏گردید.علاوه بر این، هوک از جمال و زیبایى بهره‏اى نداشت، دماغش بسیار بزرگ و دهانش گشاد بود و قیافه مضحک او هر بیننده‏اى را از آینده وى ناامید مى‏ساخت!

هوک سیزده ساله بود، که پدرش را از دست داد. او پس از مرگ پدر به لندن رفت و به عنوان شاگرد، پیش سر پیتر للى یکى از نقاشان معروف مشغول به کار شد، اما بوى رنگ‏هاى نقاشى، سردرد او را افزایش داد، ناچار نقاشى را ترک کرد و وارد مدرسه شهر وست مینستر شد. طولى نکشید که مورد توجه دکتر بوسیاى استاد مدرسه قرار گرفت و بوسیاى یار و همدم زندگى او شد. با آموختن هندسه و آشنایى جزئى با زبان‏هاى لاتینى و یونانى در 18 سالگى وارد دانشگاه عجیب او در حکاکى روى چوب و فلز مورد توجه قرار گرفت و با آشنایى به موزیک، به عنوان آوازه خوان در دانشکده کرایست چرچ دانشگاه آکسفورد مشغول به کار شد.هوک در این دانشکده، پیش خدمت شخصى به نام گودمن بود و با پولى که از پیش خدمتى و آوازخوانى به دست مى‏آورد، زندگى خود را اداره مى‏کرد.در دانشگاه آکسفورد، عده معدودى از جوانان با استعداد، که علاقه خاصى به علوم آزمایشگاهى داشتند، دست به یک رشته مطالعات تازه‏اى زدند.رابرت بویل جزء گروه فوق بود، که در زندگى هوک تاثیر فراوانى داشت. ولى هفت سال از هوک بزرگتر بود و مال و ثروت زیادى در اختیار داشت.رابرت بویل در سال 1655 هوک را که هنوز محصل بود، به عنوان معاون آزمایشگاه خود استخدام کرد.هوک در این آزمایشگاه، پمپ باد را اختراع نمود. در سال 1661 کتابى درباره خاصیت لوله‏هاى موئین و صعود مایعات در لوله‏هاى موئین نوشت و در این باره بررسى بیشترى نکرد، اما کتاب او مملو از نظریات تیز و داراى روح آزمایش بود.هوک دریافت که حرکت اجسام ریز، روى سطح مایعات و بالارفتن نفت از فتیله چراغ و حرکت شیره خام و پرورده ذرختان بر اثر خاصیت لوله‏هاى موئین است.در سال 1662 هنگامى که انجمن سلطنتى امتیاز خود را دریافت کرد، هوک را به عنوان کتابدار و متصدى انجمن استخدام نمود. در اینجا هوک اجازه داشت فقط هر هفته هنگامى که انجمن تشکیل مى‏شود، چهار آزمایش مهم انجام دهد.او در سال 1665 کتابى درباره میکروگرافیا نوشت، این کتاب باعث شد که نام هوک جزء علماء بزرگ در تاریخ علوم ثبت گردد. کتاب او در انجمن‏هاى علمى انگلستان مورد توجه خاصى قرار گرفت و بعدها اسم هوک جزء دانشمندان مطالعه میکروسکپى بیولوژى ثبت گردید.هوک با میکروسکوپى که اختراع کرده بود، پس از مطالعات زیادى، شرحى درباره چشم مرکب مگس و دگردیسى حشرات و ساختمان پر پرندگان نوشت.وى در شرح ساختمان چوب پنبه براى اولین بار لغت سل به معناى سلول را به کار برد و آن را کوچک‏ترین جزء چوب پنبه نامید.هوک به وسیله میکروسکوپ نه تنها در دنیاى موجودات جاندار مطالعات فراوانى نمود، بلکه روى ساختمان اجسام جامد نیز مطالعه کرد. و اشکال مختلف بلورهاى برف را تشریح و نقاشى نمود. با کمک آن دستگاه بیش از 60 نوع اشیاء را مشاهده مى‏نمود.او در تمامى رشته‏هاى علوم، آزمایش‏هاى دقیقى داشت. اولین دستگاه سنجش نور در مایعات و هم چنین اولین بارومتر یا هواسنج چرخى و غلظت سنج الکلى و اولین رطوبت سنج را اختراع کرد.هوک اولین کسى بود که درجه صفر میزان الحراره را نقطه انجماد آب قرار داد. او بنیانگذار علوم مربوط به آثار جوى بود. تئورى مکانیکى گرما و حرارت را تشریح کرد و ثابت نمود که:

اجسام بدون وجود هوا نمى‏سوزند.هوک پس از آزمایش در ساختمان بلورهاى کوارتز در داخل سنگ چخماق نتیجه گرفت، که ساختمان اجسام از بلورهاى مخصوص و به اشکال مختلف تشکیل شده‏اند و بدینوسیله تفاوت فلزات و نمک‏ها را مشخص کرد.طاعون کبیر در سال 1665 و آتش سوزى بزرگ در سال 1666 نصف بیشتر لندن و اهالى این شهر را از بین برد. هوک به کمک کریستو فرورن در آبادى شهر لندن کوشید و یک هفته بعد از حریق، نقشه جدیدى براى ساختن لندن، که شکل یک مثلث بود، پیشنهاد کرد.نقشه شهرسازى هوک بعدها براى احداث ساختمان‏هاى نیویورک بکار رفت.در سال 1674 هوک کتابى درباره ستارگان و فاصله آنها نوشت و براى مشاهده آنها اولین تلسکوپ را اختراع کرد.مشهورترین اختراع هوک، اختراع پاندول ساعت و تنظیم کار عقربه‏هاى ساخت مچى بوسیله فنر بود. او پس از چند سال رقاص ساعت

تحقیق درباره آزمایش خمش تیر

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 8

1) هدف آزمایش:

1) تحقیق در صحت معادله خمش تیر به صورت: M/I=E/R

2) رسم نمودار نیرو بر حسب انحراف ( در تیر با دو تکیه گاه ثابت) در حد الاستیک و تعیین ضریب یانگ برای مواد مختلف

3)تحقیق در شکل تیر یک سر درگیر تحت اثر وزن تیر و یک نیروی متمرکز در انتهای آزاد آن

4) بررسی قانون ماکسول

2) تئوری آزمایش:

الف) اگر تیر تنها تحت اثر خمش باشد شکلی که تیر در اثر این بار تغییر شکل پیدا میکند. شکل جدَد تیر در این حالت کمانی از یک دایره ب݇ شعاع R می باشد که R از فرمول M/I=E/RРبه دست می آید که در آن M خمش خالص در تیر ،I ممان دوم مساحت مقطع تیر،E مدول یانگ است.

R را می توان از خیز وسط تیر بدست آورد بدین صورت که R=L2/8ΔY این فرمول با صرفنظر کردن از مرتبه دوم ΔY بدست می آید.

ب) در تیرهای تحت بار معادله تغییر شکل یافته تیر از معادله دیفرانسیل زیر بدست می آید: -EId2y/dx2=Mکه در آن M ممان خمشی در آن مقطع از تیر می باشد.

با حل این معادله و اعمال شرایط مرزی جواب های گوناگون بدست می آید. اگر در دو طرف تیری به طول L تکیه گاه باشد و یک نیروی متمرکز در فاصله a از مبدأ اعمال شود خیز تیر در فاصله x از مبدأ برابر است با:

Y=Wb(L(x-a)3/b-x3+(l2-b2)x)

که در آن b=L-a

نیز اگر یک تیر یک سر درگیر به طول L و با وزن بر واحد طول S تحت اثر وزن خود و بار متمرکز Wدر انتهای آن باشد خیز آن از رابطه زیر بدست می آید(مبدأ انتهای تیر است):

Y=L(-Sx4/24-Wx3/6+(WL2/2+SL3/6)x-WL3/3-SL4/8)/EI

ج) قانون ماکسول:

قانون ماکسول می گوید در یک تیر اگر در یک نقطه بارگذاری کنیم و تغییر مکان را در نقطه ی دیگر بخواهیم می توانیم در آن نقطه همان بار را اعمال کنیم و در نقطه بار گذاری قبلی تغییر مکان را بخوانیم.

3) شرح دستگاه:

دستگاه این آزمایش شامل یک ریل است که می توان بر روی آن تکیه گاه ها را سوار کرد. تکیه گاه ها به دو صورت در گیر clamped و غیر درگیر unclamped می باشند. تر تکیه گاه در گیر تیر بین دو فک تکیه گاه قرار میگیرد و فک ها با پیچ به هم نزدیک می شوند و تیر را محکم می گیرند. ولی در تکیه گاه غیر درگیر تیر فقط روی لبه تیز آن قرار میگیرد. در روی ریل این امکان وجود دارد که یک انحراف سنج قرار گیرد تا بتوان خیز تیر را در نقاط مختلف اندازه گرفت. برای اعمال بار نقطه ای روی تیر از یک آویز 100 گرمی استفاده می شود که می توان روی آن وزنه هایی قرار داد و اندازه بار را تغییر داد. نیز با تکان دادن آویز در طول تیر می توان نقطه اثر بار را تغییر داد.

4) مشخصات ، شکل و جنس نمونه:

تیر مورد آزمایش از فولاد ساده کربنی (ST37) به ابعاد 6mm*25mm*1200 میباشد. برای این نوع فولاد E=206900 N/mm2 و ρ=8.71 Mg/m3 می باشد.

5)جداول مربوط به نتایج:

آزمایش الف:

آزمایش ب:

آزمایش ج:

6) نمونه محاسبات:

ممان دوم مساحت مقطع تیر I=bh3/12=25*63/12=450

خیز در آزمایش الف

Y=Wb(L(x-a)3/b-x3+(l2-b2)x)=2*6*(-2*2003+(1002-802)*20)/(6*206900*450*1000)= 0.0205993

شعاع دایره ای که شکل جدید تیر را می سازد R=L2/8ΔYتئوری

خیز تئوری در آزمایش ب (از روش تیر یک سر درگیر)

Δ1=wL3/3EI=0.8w*2003/1350E

Δ=(Δ2-Δ1)*a/L+Δ1=((75851.852-4740.741)*0.2+4740.741)w/E=18963w/E

18963/E=5.3269 => E=3560 N/mm2

7) مقادیر کمیات خواسته شده:

آزمایش الف: