SEM216 : STRESS AND FAILURE ANALYSIS

Laboratory Manual

Important notes and Risk Assessment:

1- Ensure that you apply consistent units of distance (mm), force (N) and stress (MPa). 2- Entrance in the lab without enclosed shoes will not be permitted.

3- Hand drawn graphs will not be accepted (e.g. use Excel, Python, MatLab etc.).

4- If you have used any references, ensure that are correctly cited.

Practical report should contain the following sections:

1) Aims and objectives

2) Introduction

3) Method and equipment description

4) Experimental and theoretical results and calculations

5) Discussions of the result and analysis

6) Conclusions

7) References

For experiments that use the same equipment, the aim and introduction can be listed once.

Graphs and calculations should be typed correctly and with reasonable axis scales. Make sure that all axes and datasets are fully labelled.

Page limits up to maximum 15 pages (use Times New Roman ‘12point’).

Any additional pages will not be reviewed and any information that exceeds the page limit (eg. page 16) will not be considered.

Submission to the unit site in PDF format by 8pm September 16th 2022

Bending stresses in a “T-beam” under increasing load

To investigate the stresses developed in the beam you can use the knowledge gained in the unit to date.

Since the deformations in the beam are small, you can assume that Hooke’s law applies, therefore:

G = E (Eq. 1)

where,

σ = Stress

ε = Strain

Ε= Young’s modulus for the beam material

(The theoretical elastic modulus for the beam is 69 GPa. Can think of a method to better estimate this parameter?)

The bending stress distribution can be obtained using:

G =

where,

M = Bending Moment

I = Second moment of area of the section

σ = Bending stress

y = Distance to the point of interest from the neutral axis

Figure 1: Isometric illustration ofthe experimental setup (TecQuipment Ltd 2008).

Figure 2: Illustration ofthe experimental setup (TecQuipment Ltd 2008).

Experimental method for obtaining strain measurements:

1- Adjust the load on the beam such that the digital force displays zero with no load. 2- Read each value from digital strain display and record from 1-9.

3- Adjust the load to 50N positioned 350 mm from each support as shown in Figure 3. 4- Record the displayed strain from the digital strain display in the Table 1.

5- Repeat steps 3-4, increasing load by 50N until 500N maximum load is reached. 6- Calculate the corrected strains at the cut section and record in Table 2.

a L a

Figure 3: Suggested boundary conditionsfor the experiment