Описание
Учебная лабораторная установка «Демонстрация принципа Сен-Венана» позволяет демонстрировать принцип Сен-Венана, изучать концентрацию напряжений и распределений напряжений по образцам.
Учебная лабораторная установка «Демонстрация принципа Сен-Венана» представляет собой сварную раму, основание, зажимные пластины, устройство для создания нагрузки, маховик, образцы.
Комплекс содержит три резиновых образца, на которых нанесены горизонтальные линии, с фиксированным расстоянием между ними.
Лабораторная установка «Демонстрация принципа Сен-Венана» предназначена для проведения лабораторно- практических занятий дисциплин «Техническая механика», «Прикладная механика», «Сопротивление материалов» и других смежных технических дисциплин. Стенд позволяет исследовать принцип Сен-Венана на примере обратимой деформации пластичных образцов различного профиля. Лабораторная установка позволяет организовать рабочее место для бригады студентов из 2-3 человек.
Экспериментальная часть состоит из стальной пространственной рамы с пластиной фиксации концов экспериментальных образцов, устройством нагрузки (натяжения) образцов в виде механического домкрата оборудованным пластиной фиксации встречного конца образцов.
Особенностью лабораторной установки является использование образцов из специальной вакуумной пластичной резины №7889 изготовленной по стандарту ТУ 3810511681. Данный сорт резины обладает высокой степенью эластичности, повторяемостью растяжения и отсутствием остаточной деформации.
Принцип Сен-Венана — в теории упругости — положение, согласно которому уравновешенная система сил, приложенная к некоторой части твёрдого тела, вызывает в нём появление неравномерности распределения напряжений, которая быстро уменьшается по мере удаления от этой части. На расстояниях, больших максимального линейного размера зоны приложения нагрузок, неравномерность распределения напряжения и деформации оказываются пренебрежительно малыми. Сформулирован Сен-Венаном в 1855 году. Строгого доказательства этого принципа для общего случая нет, однако он подтверждается экспериментом, численными методами решения задач и строгими аналитическими решениями частных случаев.
Демонстрация принципа Сен-Венана.
В сопротивлении материалов этот принцип формулируется так: в сечениях, достаточно удалённых от мест приложения нагрузки, деформация тела не зависит от конкретного способа нагрузки и определяется лишь статическим эквивалентом нагрузки. Таким образом, этот принцип позволяет одни граничные условия(действующие силы) заменять другими (удобными для статичного расчёта) при условии, что равнодействующая и главный момент новой заданной системы сил не изменяется. Принцип используется также и при упругопластической деформации.
Иллюстрацией принципа Сен-Венана является приведённый рисунок. На примере стержня, растягиваемого точечно приложенными на обоих концах усилиями, видно, что в непосредственной близости от точек приложения распределение напряжений близко к рассмотренному характеру нагрузки. На достаточном расстоянии от концов распределение напряжений по сечению приближается к равномерному.
Принцип Сен-Венана освобождает от необходимости рассмотрения большого количества возможных вариантов статически эквивалентных нагрузок. В то же время вопрос о напряжениях и деформации поблизости точек приложения нагрузок остаётся открытым. Задачи подобного вида рассматриваются в специальных дисциплинах.
Равномерность распределения напряжений нарушается возле отверстий, в местах изменения формы или размеров сечения. Поблизости от таких мест наблюдается концентрация напряжений.
