Образцы и оборудование

1.1. Образцы. При испытании материала на растяжение образец, изготовленный из испытуемого материала, с помощью испытательной машины растягивается путем приложения продольной силы к головкам образца вплоть до разрыва его на две отдельные части. Для разрывных испытаний чаще всего применяют цилиндрические образцы (рис. 1.1), но в ряде случаев пользуются также и плоскими образцами, при испытании листового металла, пластмасс. Для определения механических характеристик испытуемого материала, сопоставимых с характеристиками других материалов, а также полученных в других лабораториях, необходимо изготавливать образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 1497-84.

Рабочая длина образца l - часть образца с постоянной площадью поперечного сечения между его головками или участками для захвата.

Начальная расчетная длина образца l₀ - участок рабочей длины образца между нанесенными метками до испытания, на котором определяется удлинение (см. рис. 1.1).

Конечная расчётная длина образца l_к - длина расчетной части после разрыва образца.

Начальный диметр образца d₀ - диаметр рабочей части цилиндрического образца до испытания.

Диаметр образца после разрыва d_к - минимальный диаметр рабочей части цилиндрического образца после разрыва.

Начальная площадь поперечного сечения образца А₀ - площадь поперечного сечения рабочей части образца до испытания.

Площадь поперечного сечения образца после разрыва А_к - минимальная площадь поперечного сечения рабочей части образца после разрыва.

Для испытания на растяжение применяют цилиндрические образцы диаметром 3 мм и более (до 25 мм). Основными считают образцы диаметром 10 мм. В цилиндрических образцах должно быть выдержано соотношение между расчетной длиной образца l₀ и его диаметром до испытаний d₀: у длинных образцов l₀ = 10 d₀, у коротких l₀ = 5 d₀. Такие образцы называют пропорциональными. Применение коротких образцов предпочтительнее.

Форма и размеры головок образцов определяются в основном конструкцией зажимных приспособлений применяемых испытательных машин. Несколько вариантов их приведены в ГОСТ 1497-84. Там же приведены требования к предельным отклонениям по размерам рабочей части образцов.

Чтобы исключить влияние головок на характер распределения напряжений в пределах расчетной длины образца, его рабочая длина l должна превышать расчетную l₀ на 1-2 диаметра (принцип Сен-Венана: в сечениях достаточно удаленных от мест приложения сил, напряжения мало зависят от способа нагружения). Поскольку на результаты испытаний оказывает влияние состояние поверхности образца, ГОСТ 1497-84 накладывает ограничения на режимы механической обработки, шероховатость поверхности образца.