Машинные диаграммы испытания образцов из пластических и хрупких материалов
Диаграмма сжатия и форма разрушения стального образца.
На начальном этапе испытания машинная диаграмма имеет прямолинейный вид, что подтверждает соблюдение закона Гука (рис. 1). Затем следует площадка текучести. Нарастание пластических деформаций при постоянной сжимающей нагрузке заканчивается, и диаграмма становится криволинейной. Для дальнейшей деформации образца опять требуется увеличение нагрузки. При этом образец становится заметно короче и при отсутствии смазки приобретает бочкообразную форму. Но добиться разрушения стального образца при испытании на сжатие невозможно, так как по мере роста нагрузки увеличивается площадь его поперечного сечения, а значит и сопротивление. Поэтому установить на диаграмме точку, соответствующую пределу прочности невозможно.
Рис. 1. Машинная диаграмма (a), вид стального образца до испытания (b) и после испытания (с) и диаграмма напряжений (d)
Диаграмма сжатия и форма разрушения чугунного образца. Диаграмма сжатия чугунного образца имеет выраженный криволинейный характер (рис. 2). Поэтому для чугуна закон Гука может быть применен только приближенно. Значение модуля упругости является усредненной величиной. Площадка текучести на диаграмме отсутствует. При разрушении чугунного образца на его боковой поверхности образуются трещины, расположенные под углом 45о к оси. Разрушение чугунного образца происходит в момент образования первой трещины на его поверхности, что соответствует максимальной сжимающей нагрузке и резкому обрыву диаграммы. Этот момент установить сложно, поэтому в результате испытания образец всегда оказывается пережатым. Максимальная сжимающая сила на диаграмме соответствует усилию предела прочности Nu. Дальнейшее деформирование образца приводит к появлению на его поверхности новых трещин и выкрашиванию частиц чугуна.
|
|
|
Рис. 2. Машинная диаграмма (a), вид чугунного образца до испытания (b), после испытания (с) и диаграмма напряжений (d)
Порядок проведения испытания и обработка результатов
Порядок проведения испытания образцов из стали, чугуна и древесины практически одинаковые.
1. Ознакомиться с устройством испытательной машины и ее принципиальной схемой действия.
2. Измерить высоту и диаметр для стального и чугунного образцов.
3. Установить образец на испытательную машины в специальное приспособление испытательной машины.
4. Включить испытательную машину (пресс) и провести нагружение (ориентировочно до 9000 Н).наблюдать за процессом сжатия образца – получение прямолинейного участка диаграммы, площадки текучести,области упрочнения, образование трещин и разрушения образца.
|
|
|
5. После разрушения образца (окончания нагружения) выключить испытательную машину, вынуть образец, изучить форму образца и образованные трещины.Измерить размеры образца после испытания.
6. Получить у преподавателя машинную диаграмму нагружения образца.
8. Приступить к обработке результатов и оформлению отчета по лабораторной работе.
Обработка результатов испытания и оформление отчета.
1. После испытания чугунного образца по диаграммеопределитьзначение усилий соответствующее пределу прочности. Для образца из стали установить силу, соответствующую пределу текучести и максимальное усилие, достигнутое при испытании.
2. Осмотреть образцы до испытания и после испытания,, измерить высоту, диаметр для чугунного и стального образцов.
3. По опытным данным машинных диаграмм для хрупкого материала (чугуна) определить пределы прочности и относительные остаточные укорочения.
, 
,
A0 – площадь сечения образцадо испытания;
Fв- сила, соответствующая пределу прочности чугуна;
hr – высота чугунного образца после испытания;
h0 – высота чугунного образцов до испытания/
4.Для упруго-пластического материала (стали) определить предел текучести,максимальное условное напряжение и относительное остаточное укорочениепри максимальной нагрузки испытания:
|
|
|
, 
, ,
A0 – площадь сечения образцадо испытания;
FT- сила, соответствующая пределу текучестистали при сжатии;
Fmax- сила, соответствующаямаксимальной нагрузке;
hr – высота стального образца после испытания;
h0 – высота стального образца до испытания.
5.Проанализировать полученные результаты испытания и сделать вывод.
6. Оформить отчет по лабораторной работе.
Контрольные вопросы по разделу
1. Почему для пластичных материалов невозможно определить предел прочности на сжатие?
2. В чем особенность прочности хрупких материалов?
3. Какая цель ставится при выполнении лабораторной работы?
4. Какие требования ставятся при испытании образцов на сжатие?
5. На какой испытательной машине проводились испытания образцов на сжатие?
6. Какие измерительные инструменты использовались в лабораторной работе?
7. Какую форму и размеры имели образцы из стали b чугуна?
8. Какую форму имеет машинная диаграмма испытания и диаграмма напряжений стального образца?
9. Почему нельзя добиться разрушения стального образца при испытании на сжатие?
|
|
|
10. Какую форму имеет машинная диаграмма испытания и диаграмма напряжений чугунного образца на сжатие?
11. Какому усилию соответствует в лабораторной работе высшая точка диаграммы сжатия для образца из чугуна?
12. Почему для чугуна закон Гука может быть применен только приближенно?
13. Почему диаграмма сжатия образцов из чугуна не имеет площадки текучести?
14. Что появляется на поверхности чугунного образца в момент его разрушения?
15. С какого места на диаграмме начинается образование трещин на образце из чугуна?
16. Как (по каким формулам) вычисляется пределы прочности для чугуна?
17. Как (по каким формулам) вычисляются предел текучести, максимальное напряжение испытания и относительное остаточное укорочение для стали?
18. Какие механические характеристики определялись в лабораторной работе для образца из чугуна?
19. Какие механические характеристики определялись в лабораторной работе для образца из стали?
20. Какие материалы, испытанные в лабораторной работе, являются хрупкими?
21. Какие материалы, испытанные в лабораторной работе являются пластичными?
22. Какие выводы сделаны по результатам испытания стали и чугуна?
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 789; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!