هدف :

• بررسي معادلات منحني الاستيك يك تير و رسم آن
• به‌دست آوردن شعاع انحناي يك تير تحت خمش خالص
• تحقيق قانون ماكسول
• بررسي عكس العمل‌هاي تكيه‌گاهي در يك تير

مقدمه :

تيرها كاربرد‌هاي مختلفي دارند به عنوان مثال مي‌توان به كاربرد آن‌ها در بال‌‌‌هاي هواپيما ، تير‌هاي نگهدارنده سقف بالكن ، دندانه چرخ‌دنده‌ها (كه همه موارد فوق يك سر گيردار مي‌باشند) و … اشاره كرد.

درست است كه ميزان خيزتيرها در مقايسه با طول آنها ممكن است اندك باشد ، اما همين خيز اندك در مواردي مثل دستگاه‌‌هاي ابزار دقيق ، بازو‌هاي روبات‌ها و … اهميت پيدا مي‌كند. اين دستور كار شامل چند آزمايش مختلف است كه در ذيل به شرح آنها مي‌پردازيم. قبل از شروع به توضيح آزمايش‌ها به شرح دستگاه و موارد كلي مربوط به دستور كار مي‌پردازيم.

شرح دستگاه :

با دستگاه خمش تير (شكل1) آزمايش‌‌هاي متفاوتي در مورد تيرها مي‌توان انجام داد مانند بدست آوردن مدول الاستيسيته ، شعاع انحناي تير ، خيز تيرها. همچنين شرايط متنوعي با تكيه‌گاه‌هاي متنوع (ساده ، لغزشي ، گيردار) و بارگذاري‌‌هاي نقطه‌‌هاي ، گسترده ، ثابت يا در حال حركت ، براي تير قابل ايجاد است.

شكل(1) شکل دستگاه

به عبارت ديگر آزمايشات متنوعي با اين دستگاه قابل انجام است كه با آنها مي‌توان اكثر مباحث مربوط به خمش تيرها را پوشش‌ داد. در شکل 2 نماي شماتيک دستگاه نشان داده شده است.

شکل (2) نماي شماتيک دستگاه خمش تيرها

قسمت‌‌هاي مختلف تشكيل‌دهنده دستگاه عبارتند از :

1- چارچوب دستگاه : كه اجزاي ديگر دستگاه بر آن واقع شده‌اند.

2- تكيه‌گاه گيردار : اين تکيه‌گاه با علامت نشان داده مي‌شود. با اهرم پيچي كه در زير پايه اين تكيه‌گاه قرار دارد مي‌توان تكيه‌گاه را بر روي دستگاه جابجا كرد و با پيچ‌‌هايي كه بر روي اين تكيه‌گاه قرار داده شده مي‌توانيد محل قرار گرفتن تير در تكيه‌گاه را محكم كنيد.

3- تكيه‌گاه‌هاي ساده (لغزشي) : اين تکيه‌گاه با علامت نشان داده مي‌شود. درون اين تكيه‌گاه‌ها يک سنسور الکتريکي نيرو (لودسل) ، براي اندازه‌گيري نيروي تكيه‌گاهي تعبيه شده است. با پيچي كه بالاي لودسل قرار دارد مي‌توان ارتفاع تکيه‌گاه را تنظيم کرد. همچنين با اهرم پيچي (زير تكيه‌گاه) مي‌توان آن را روي دستگاه جابجا كرد. دو تکيه‌گاه ساده در اين دستگاه وجود دارد.

4- کفه‌هاي بارگذاري : سه کفه بارگذاري براي بارگذاري در نقاط مختلف تير به‌ کار مي‌رود. روي اين کفه‌ها وزنه‌هاي استاندارد قرار مي‌گيرد.

5- نمونه آزمايشي : تير مورد آزمايش

6- ساعت‌‌هاي اندازه‌گير : سه ساعت اندازه‌گير براي اندازه‌گيري خيزتيرها در نظر گرفته شده‌اند. با شل کردن اهرم پيچي پشت ساعت‌ها مي‌توان آنها را روي چارچوب جابجا کرد.

7- خط‌کش فلزي : براي اندازه‌گيري فواصل مورد نياز در آزمايش به کار مي‌رود.

نحوه استفاده از ساعت اندازه‌گيري :

ساعت اندازه‌گيري مورد استفاده در اين آزمايش در شکل 3 به صورت شماتيک نشان داده شده است. اين ساعت داراي يك عقربه بزرگ و يك عقربه كوچك مي‌باشد. هر قسمت براي عقربه بزرگ برابر و هر قسمت براي عقربه كوچك برابر با مي‌باشد پس خيز كلي بر حسب :

0.01* (عدد عقربه بزرگ (كوچكتر از 100))+ (جابجايي عدد عقربه كوچك (تعداد دور عقربه بزرگ))=

روي صفحه بزرگ ساعت ، دو سري عدد از 100-0 نوشته شده است (براي دو جهت حركت عقربه‌ها). پس با توجه به جهت حركت عقربه بزرگ يك سري از اعداد را براي خواندن خيز تير بايد انتخاب نمود.

با شل كردن پيچ تنظيم مي‌توانيد با چرخاندن صفحه بزرگ ساعت ، عقربه بزرگ را روي صفر تنظيم كنيد.

نکات مهم در استفاده از ساعت اندازه‌گيري :

دقت كنيد در زماني كه عقربه بزرگ را روي صفر تنظيم مي‌كنيد ، عقربه كوچكتر روي صفر نباشد (به عبارت ديگر فنر ساعت قدري جمع شده باشد).