آزمایشگاه خواص فیزیکی(پیچش)

..

تئوری ازمایش:

مطابق شکل(1) میله ای را در نظر می گیریم که تحت لنگر پیچشی قرار گرفته است میدانیم در مقاطع عمود بر محور تنش های برشی مماس بر دوایر به مرکز محور میله خواهیم داشت و طبق قانون تنش های برشی در جهت عمود بر انها الزاما بوجود خواهد امد توزیع تنش برشی روی میله در امتداد شعاع بستگی به دو عامل خواهد داشت.

الف)نحوه توزیع کرنش برشی در امتداد شعاع

ب)رابطه بین تنش برشی وکرنش برشی

دستگاه ازمایش:

 مطابق شکل دستگاه ازمایش از قسمتهای زیر تشکیل شده است:

1)محور اصلی دستگاه پیچشی که متشکل شده از یک محور که در انتهای ان یک پولی  قرار دارد که این پولی همانند یک قر قره عمل میکند و ریسمانی که وزنه ها روی ان قرار میگیرند به دور ان میپیچد وهمچنین این محور روی یک فیکسچر ثابت شده است

2)ساعت که برای نمایش میزان پیچش می باشد

3)پولی که یک ریسمان به ان وصل می باشد ومحل قرار گیری وزنه ها روی ان است

4)وزنه تعادل برای اینکه نیروی ثقل رو به مرکز باشد

وسایل مورد نیاز :

1-کولیس

2-خط کش

3- وزنه 500 گرمی (6عدد)

4-نمونه مورد ازمایش(میله با مقطع دایره ای از جنس برنج)

نحوه ازمایش:

برای انجام این ابتدا بایستی دستگاه اندازه گیری پیچش را کالیبره کرد به همین منظور بعد از اینکه ریسمان را در راستای محور عمودی  یعنی قائم بر زمین ثابت کردیم ساعت  نصب شده روی دستگاه را صفر میکنیم

حال دستگاه اماده انجام ازمایش است 

بعد از کالیبره کردن دستگاه وزنه های که قرار است روی نمونه مورد ازمایش قرار گیرند را اماده میکنیم که این وزنه ها عبارتند از:200-400-600-800-1000 که واحد انها گرم میباشد

ابتدا با وزنه 200 گرمی شروع میکنیم و میزا ن انحراف عقربه ساعت را یاداشت میکنیم وبه همین منوال ما بقی وزنه ها را امتحان کرده و تغیرات را یاداشت میکنیم

بعد از انجام ازمایش ابتدا بایستی محاسبات ازمایش را انجام دهیم

برای انجام محاسبات ابتدا بایست محاسبا تئوری را انجام دهیم بعد محاسبا ت عملی (ازمایش انجام گرفته) را انجام دهیم

محاسبات تئوری :

برای انجام این محاسبات از قبل فرمولهای پیچش را که در اختیار داریم را مورد محاسبه قرار میدهیم  محاسبات بایست طبق داده های که ازمایش روی ان صورت گرفته باشد  انجام گیرد

محاسبات عملی :

در مرحله محاسبات را بر اساس اعداد بدست امده در ازمایش مورد بررسی قرار میدهیم

نتایج  وثبت داده ها :

ثبت داده های تئوری :

یعنی ابتدا بایستی به صورت تئوری داده ها را مورد محاسبه قرار دهیم که ما این کار را انجام داده و در جدول زیر ثبت کردیم

حالت اول برای فاصله از مرکز پیجش300 میلیمتر باشد

حالت دوم برای فاصله از مرکز 450 میلیمتر باشد

ثبت داده های مورد آزمایش :

در مرحله داده ها را بر اساس اعداد بدست امده در ازمایش در فرمول قرار داده وداده ها را ثبت میکنیم در جدول زیر امده است:

حالت اول برای فاصله از مرکز پیجش300 میلیمتر باشد

حالت دوم برای فاصله از مرکز 450 میلیمتر باشد

نتیجه گیری:

 در این مرحله ما می اییم داده هابی تئوری وعملی را مورد بررسی قرار میدهیم و میزان خطا ی عملی وتئوری را یاداشت کرده ودر جدول زیر می اوریم

حالت اول برای فاصله از مرکز پیجش300 میلیمتر باشد

حالت دوم برای فاصله از مرکز 450 میلیمتر باشد

سوالات :

1)    چرا نتايج تجربي (زاويه پيچش و مقدار G ) و تئوري با هم تفاوت دارند ؟ بحث نماييد

به دلايل مختلفي وابسته است : الف) وجود اختلاف در خواص فيزيكي مورد آزمايش با خواص فيزيكي قطعه محاسبه شده در محاسبات تئوري

ب) چون آزمايش هاي زيادي روي قطعه آزمايشي انجام گرفته اين امر خود موثر بر اختلاف بين اعداد بدست آمده از آزمايش و محاسبات تئوري مي باشد

ج) وجود خطاي كسينوسي در تنظيم كردن ساعت در فاصله هاي مختلف

د) امكان وجود خطا در ساعت اندازه گيري

ه) ...

2) سه مثال عملي بياوريد كه در آن پيچش اتفاق مي افتد . آيا در اين مثال ها فقط مقدار تنش اهميت دارد يا اينكه مقدار زاويه پيچش نيز مهم است ؟

الف) طراحي گيربكس ها    ب) انتقال دوران در محورها مثل كوپلينگ ها

3) آيا براي يك گشتاور ثابت تنش پيچشي در سرتاسر طول ميله يكسان است ؟

خير اما اين ميزان با توجه به خواص و طول كاربردي ماده متغير مي باشد