Рабочая тетрадь для лабораторных занятий по курсу "Сопротивление материалов". Часть 1

Б.В. Букеткин, А.А. Горбатовский, И.Е. Семенов-Ежов

Рабочая тетрадь  
для лабораторных занятий  
по курсу «Сопротивление материалов»

Часть 1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования  
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  
(национальный исследовательский университет)»

2-е  издание

УДК 539.3 
ББК 30.121 
        Б90 

Издание доступно в электронном виде по адресу
 
https://bmstu.press/catalog/item/7298/ 

Факультет «Робототехника и комплексная автоматизация» 
Кафедра «Прикладная механика» 

Рекомендовано 
-
 советом 
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве рабочей тетради

Букеткин, Б. В. 

ISBN 978-5-7038-5731-1 

Издание содержит эскизы образцов, диаграммы, схемы, необходимые студентам для выполнения 
шести лабораторных работ по курсу «Сопротивление материалов» в 3-м семестре под руководством 
преподавателя. В рабочей тетради также приведены таблицы для записи результатов испытаний 
и расчетов. 

Для студентов 2-го курса, изучающих дисциплину «Сопротивление материалов».  
УДК 539.3 
ББК 30.121 

Учебное издание 

Букеткин Борис Васильевич 
Горбатовский Александр Александрович 
Семенов-Ежов Игорь Евгеньевич 

Рабочая тетрадь 
для лабораторных занятий 
по курсу «Сопротивление материалов»

Часть 1 

Оригинал-макет подготовлен 
в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана. 

 В оформлении использованы шрифты Студии Артемия Лебедева. 

Подписано в печать 30.08.2021. Формат 6090/8. 
Усл. печ. л. 3,0. Тираж 2000 экз. 

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 

info@bmstu.press 
https://bmstu.press 

Отпечатано в типографии МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
105005, г. Москва, у                 
лица 2-я Бауманская, д. 5, к. 1. 
baumanprint@gmail.com 

© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018 
© Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-5731-1   
  МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021 

Б90 

Научно методическим

105005, г. Москва, улица 2-я Бауманская, д. 5, к. 1. 

Рабочая тетрадь для лабораторных занятий по курсу «Сопротивление материалов». 
Часть 1 / Б. В. Букеткин, А. А. Горбатовский, И. Е. Семенов-Ежов. — 2-е изд. — Москва : 
Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2021. — 24 с. : ил. 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Журнал содержит шесть лабораторных работ по следующим темам: 
«Испытание на растяжение образцов металлов»; 
«Испытание на сжатие образцов металлов»; 
«Испытание на кручение образцов металлов»; 
«Определение постоянных упругости изотропных материалов»; 
«Прямой изгиб стержня»; 
«Косой изгиб стержня». 
Выполнение этих работ предусмотрено учебным планом дисциплины «Сопротивление 
материалов» для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана. Во время лабораторных работ студенты 
ознакомятся с методами механических испытаний на растяжение, сжатие и кручение, 
проводимых в соответствии с ГОСТом. Кроме того, научатся экспериментально 
определять статическим методом постоянные упругости материалов, применять метод 
электротензометрии. 
При выполнении работ № 5 и 6 студенты проверяют гипотезы, лежащие в основе теории 
прямого и косого изгибов.  
В настоящий журнал необходимо записывать экспериментальные данные, получаемые 
в результате проводимых под руководством преподавателя опытов. После обработки этих 
данных студенты получают соответствующие механические характеристики и графики, 
позволяющие сделать выводы о справедливости допущений, принятых в теориях кручения 
и изгиба стержня. 
В конце семестра при успешном собеседовании с преподавателем по результатам проведенных 
работ студент получает допуск на экзамен. 
 

РАБОТА № 1 

ИСПЫТАНИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ 

1. Цель работы:____________________________________________________________ 

___________________________________________________________________________ 

_____________________________________________________________________________ 

2. Характеристика образцов и испытательного оборудования 

 

Рис. 1.1. Эскиз образца 

 

Рис. 1.2. Схема испытательной машины: 
1 — электродвигатель; 2 — червячная передача; 3 — зубчато-ременная передача; 4 — шариковинтовая переда-
ча; 5 — силоизмеритель; 6 — образец; 7 — измеритель перемещения; 8 — компьютер с управляющим про-
граммным обеспечением 

Рис. 1.3. Диаграммы растяжения образцов: 
а — низкоуглеродистая сталь; б — конструкционная сталь; в — чугун 
 
Модулем упругости 1-го рода E (модулем Юнга) называется коэффициент пропорцио-
нальности в законе Гука 
.
E
 
  
Пределом пропорциональности 
пц

 называется наибольшее напряжение, до которо-
го справедлив закон Гука, 

пц
пц
0
.
F
A


 

Условным пределом пропорциональности называется напряжение, при котором тан-
генс угла наклона касательной к кривой 
( )
f
 
  в 1,5 раза больше тангенса угла наклона 
линейного участка этой диаграммы (угол отсчитывается от оси ). 
Пределом упругости у называется наибольшее напряжение, до которого все дефор-
мации упругие, 

у
у
0
.
F

A
 
 

Пределом текучести т называется напряжение, при котором в материале начинают 
интенсивно накапливаться остаточные (пластические) деформации без заметного увели-
чения нагрузки, 

т
т
0
.
F
A
 
 

Условным пределом текучести 0,2 называется напряжение, при котором остаточная 
(пластическая) деформация составляет 0,2 %, 

0,2
0,2
0
.
F
A


 

Пределом прочности в называется отношение максимальной нагрузки, воспринятой 
образцом при его испытании до разрушения, к первоначальной площади поперечного се-
чения образца 

max
в
0
.
F
A
 
 

Истинным сопротивлением разрыву Sк называется отношение силы, при которой 
происходит разрушение образца, к наименьшей площади поперечного сечения образца, 

раз
к
min
;
F
S
A

 

2
min
min
,
4
d
A


 

где 
min
d
 — диаметр шейки в месте разрыва. 
Относительное удлинение после разрыва 

к
0

0
100 %.
l
l
l

 

 

Относительное сужение после разрыва 

0
к

0
100 %.
A
A
A

 

 

 
 
 
 
 
Таблица 1.1 

Геометрические размеры образцов 

Номер 
образца 
1 
2 

Материал 
 
 

Размеры 
образца 

  d0 =                          мм   dк =                          мм   d0 =                          мм   dк =                     мм 
  l0 =                           мм   lк =                           мм   l0 =                           мм   lк =                      мм 
  A0 =                        мм2   Aк =                        мм2   A0 =                        мм2   Aк =                    мм2 

 
Таблица 1.2 

Результаты испытаний образцов 

Точка 
F, кН 
l, мм 
, МПа 
 

 
F, кН 
l, мм 
, МПа 
 

А 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

Б 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

В 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

Г 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

Д 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

Е 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

 
Таблица 1.3 

Результаты расчета 

Номер 
образца 
пц, МПа 
т, МПа 
в, МПа 
Sк, МПа 
, % 
, % 

1 
 
 
 
 
 
 

2 
 
 
 
 
 
 

 

, 
МПа 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 1.4. Диаграмма растяжения материала 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Подпись преподавателя_________________ 

РАБОТА № 2 

ИСПЫТАНИЕ НА СЖАТИЕ ОБРАЗЦОВ МЕТАЛЛОВ 

1. Цель работы:_____________________________________________________________ 

_____________________________________________________________________________ 

_____________________________________________________________________________ 

2. Характеристика образцов и испытательного оборудования 

 

Рис. 2.1. Эскиз образца 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Рис. 2.2. Диаграммы сжатия образцов: 
а — низкоуглеродистая сталь; б — конструкционная сталь; в — чугун 

Рис. 2.3. Схема универсальной испытательной машины EU-20: 
1 — основание станины; 2 — гидроцилиндр; 3 — силовая рама; 4 — образец; 5 — колонна; 6 — силоизмеритель; 7 — 
диаграммный аппарат; 8 — измеритель перемещений 

3. Испытание образцов 
Таблица 2.1 

Геометрические размеры образцов 

Номер образца 
1 
2 
3 

Материал 
 
 
 

Размеры 
образцов, мм 
d0 = 
dк = 
d0 = 
dк = 
d0 = 
dк = 

h = 
hк = 
h = 
hк = 
h = 
hк = 

Площадь, мм2 
A0 = 
Aк = 
A0 = 
Aк = 
A0 = 
Aк = 

 
Таблица 2.2 
Результаты испытаний образцов 

Номер образца 
Fт, кН 
Fmax, кН 

1 
 
 

2 
 
 

3 
 
 

 
Таблица 2.3 
Результаты расчета 

Номер образца 
т, МПа 
в, МПа 

1 
 
 

2 
 
 

3 
 
 

 
4. Сравнение механических характеристик металлов при сжатии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Подпись преподавателя_________________