Порядок выполнения. 1. Изучить основные теоретические положения, условия проведения испытаний на растяжение, испытательную машину и образцы

 

1. Изучить основные теоретические положения, условия проведения испытаний на растяжение, испытательную машину и образцы.

2. Произвести подготовку испытательной машины к работе: включить общий рубильник на силовом шкафу, пакетник нагрузочного устройства и блока управления, включить тумблер «СЕТЬ», заправить устройство записи диаграммы чернилами, установить диаграммный бланк. Все эти операции выполняет учебный мастер.

3. Выбрать необходимый образец из таблицы 1 (№ 7)

4. Установить подвижную траверсу так, чтобы можно было вставить образец в захваты. Для этого необходимо нажать кнопку «ПУСК», затем кнопку «ВВЕРХ» или «ВНИЗ» в зависимости от требуемого направления перемещения траверсы. При достижении установленного положения траверсы нажать кнопку «СТОП».

5. Вставить образец в захваты нагрузочного устройства и зажать его.

6. Для устранения зазоров создать начальную нагрузку (1, 0 кН) последовательно нажимая на кнопки «ПУСК», «ВНИЗ», «СТОП».

7. Установить нулевые значения табло «НАГРУЗКА» и «ПЕРЕМЕЩЕНИЕ», нажав на кнопки «РЕЖИМЫ ИСПЫТАНИЙ».

8. Произвести испытание образца до разрушения нажимая последовательно кнопки «ПУСК» и «ВНИЗ». После разрушения образца нажать кнопку «СТОП». В процессе испытания следить за показаниями табло и записью диаграммы.

9. Записать последнее значение табло «НАГРУЗКА» - F_B.

10.Напечатать диаграмму «F~Δ L» (см. рис.4).

11.Построить диаграмму «» (см. рис.4) в соответствующем масштабе.

12.1.По диаграмме «» определить основные механические характеристики испытанного материала.

Определить модуль упругости первого рода по диаграмме «». Для прямолинейного участка диаграммы (см. рис.4) имеем

 

.

12.2 Определить предел пропорциональности по диаграмме «». От начала координат (рис. 6) провести прямую ОМ, совпадающую с начальным участком диаграммы растяжения. Затем на произвольном значении напряжения провести прямую АВ, параллельную оси абсцисс, и на этой прямой отложить отрезок kn равный половине отрезка mk. Через точку n и начало координат провести прямую On и параллельную ей касательную CD к диаграмме. Точка касания определяет искомое значение .

 

Рис.6. Графический способ определения предела пропорциональности

 

12.3. Определить предел упругости . На оси «» отложить остаточную деформацию =0, 0005, затем через эту точку провести прямую параллельную прямолинейному участку диаграммы (см. рис.7). Точка пересечения прямой и диаграммы определяет значение .

 

 

Рис.7. Графический способ определения предела упругости

 

12.4. Определить предел текучести (условный ). На оси «» отложить остаточную деформацию =0, 002, затем через эту точку провести прямую параллельную начальному прямолинейному участку (см. рис.8). Точка пересечения прямой и диаграммы определяет значение ().

 

Рис.8. Графический способ определения предела текучести

 

12.5. Временным сопротивлением является наибольшее значение на диаграмме «».

12.6. Определить вид разрушения образца. На рис. 9 показаны характерные разрушения образцов из разных материалов.

 

a б в

 

Рис.9. Виды разрушения образцов при растяжении:

а - разрушение с образованием шейки (низкоуглеродная сталь);

б - разрушение путем отрыва (чугун);

в - разрушение путем среза (алюминиевые сплавы, магний деформированный)

 

12.7. Определить характеристики пластичности.

Относительное удлинение образца, разрушившегося в средней части расчетной длины, определить по расчетной длине образца, отмечаемой до испытания рисками симметрично относительно средней части, и по абсолютному удлинению, которое измеряется после разрыва по нанесенным рискам как разность L-L₀ (рис.10). Для получения сопоставимых результатов при разрушении образца на крайних участках расчетной длины предварительно наносят равные деления через 10 мм и определяют Δ L из предположения, что разрыв произошел в средней части. Измеренную длину расчетной части подсчитать из соотношений:

 

L=bc+cf, bc=ab+ac

 

где аb - длина участка от места разрыва крайней метки b в сторону короткой метки образца до метки с; cf - длина участка, охватывающего от метки с в сторону разрыва метки е столько делений, сколько их содержится от метки с до крайней метки f (до головки Б).

Относительное удлинение определяют по формуле

 

 

Рис. 10. Определение относительного удлинения и относительного сужения

 

Относительное сужение цилиндрического образца определить по среднему значению диаметра в месте разрыва, подсчитанному по двум замерам в двух взаимноперпендикулярных направлениях. В случае испытания плоских образцов (ГОСТ 1497-84), как правило, не рекомендуется определение величины относительного сужения. В случае необходимости определения площадь поперечного сечения А_К в месте разрыва определяют путем умножения наибольшей длины образца в месте разрыва т на наименьшую толщину n.

Относительное сужение после разрыва определяют по формуле

 

 

12.8. Определить марку материала по результатам виртуального испытания из таблицы 2, взятой из справочника по материалам.

 

Материал	Е			()
МПа	%
Сталь Ст.З
Сталь Н18К9М5Т
Сталь 30ХГСН2А
Чугун С410						0, 2
Чугун В435
Латунь Л96

 

Отчет

 

Отчет должен содержать:

1. Титульный лист.

2. Цель работы.

3. Описание оборудования и образцов.

4. Диаграмму растяжения и ее обработку.

5. Результаты испытания.

 

 

6. Ответы на контрольные вопросы.

7. Заключение.

Контрольные вопросы

 

1. Метод определения основных механических характеристик материалов.

2. Какие величины характеризуют прочность и пластичность материала?

3. Какие характерные точки и участки имеет диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали?

4. Что называется пределом пропорциональности, пределом упругости, физическим пределом текучести и временным сопротивлением?

5. Какие диаграммы напряжений называются условными и какие - истинными?

6. Единицы измерения силы, напряжения и деформации.

Литература

 

1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. - М.: Наука, 1986. - 512 с.

2. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. - М.: Высш.шк., 1995. - 560с.

3. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение.

4. Накорнеева Т.Я., Прожерин А.Е. Лабораторная работа по испытанию металлов на растяжение. Центр дистанционного образования ТюмГНГУ. 1998. - 24 с.

5. Конструкционные материалы: Справочник / Арзамасов Б.Н. Брострем В.А. Буше Н.А.и др.; под общ.ред Арзамасова Б.Н.: Машиностроение, 1990. - 688с.