Порядок проведення випробувань

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1933

Перед випробуванням зразки вимірюють з точністю до 0,1 мм. При цьому стежать за тим, щоб торцеві площини зразка були ретельно оброблені, строго паралельні і перпендикулярні до осі зразка.

Зразки з маловуглецевої сталі і чавуна встановлюють у металевий стакан (виконуює функції запобіжного пристрою, і центрує навантаження, яке прикладається), який поміщають між опорними плитами машини Р20 чи P10. Випробування здійснюється плавно зростаючим навантаженням.

Сталевий зразок навантажують до деякого досить великого навантаження Р_max (порядку 50000 кгc), потім навантаження знімають і замальовують вид зразка. Вигляд зразка до і після випробування приведено на рис. 2.3.2.

Рисунок 2.3.2

Максимальне напруження, до якого матеріал був доведений при випробуванні, визначається за формулою

(2.3.1)

а границя текучості за формулою

, (2.3.2)

де F - площа поперечного перерізу зразка до випробування. Числові значення h, d, F, Р_max занести в таблицю 2.3.1.

При випробовуванні зразка з чавуну визначають навантаження Р_max у момент його руйнування. Потім навантаження знімають і замальовують зразок, звертаючи особливу увагу на орієнтацію тріщин відносно осі зразка. Вигляд чавунного зразка до і після випробування наведено на рис. 2.3.3.

Рисунок 2.3.3

Границя міцності зразка при стиску визначається за формулою [1, 2, 4, 5, 7, 9]

(2.3.3)

Випробування на стиск дерев'яних зразків проводять на універсальній машині Р20. Для цього зразки встановлюють на нижню плиту машини так, щоб навантаження надалі діяло вздовж або поперек волокон.

При стиску дерев'яного зразка вздовж волокон фіксується по шкалі силовимірювального пристрою найбільше навантаження Р_max при досягненні якої зразок починає руйнуватися. Відношення Р_max до початкової площі називається границею міцності деревини вздовж волокон. Руйнування зразка в цьому випадку супроводжується зсувом по косих площадках як і для крихких матеріалів від дії дотичних напружень. Вигляд зразка після випробування представлено на рис. 2.3.4.

Рисунок 2.3.4

При навантаженні дерев'яного зразка поперек волокон у радіальному напрямку він не руйнується, а тільки спресовується, тому за умовне руйнівне навантаження Р_max приймають те значення навантаження, при якому кубик стискується на третину початкової висоти. Вигляд зразка до і після випробування наведено на рис. 2.3.5.

Рисунок 2.3.5

Границя міцності дерева поперек волокон визначається за формулою (2.3.2). Значення F, Р_max, заносять у таблицю 2.3.2.

Міцність дерева на стиск поперек волокон звичайно в 8-10 разів менше, ніж вздовж волокон.

Обробка результатів випробувань

Таблиця 2.3.1

Матеріал	Сталь	Чавун
Розміри зразка	Висота h,мм
Діаметр d,мм Площа перерізу F,мм2
Максимальне значення стискаючої сили Р, кгс Границя міцності (для крихких матеріалів) , МПа Максимальне напруження (для пластичних матеріалів) , МПа   Вид зразка після випробувань (ескіз)

Таблиця 2.3.2

Параметр	Вздовж волокон	Поперек волокон
в радіальному напрямку	в тангенціальному напрямку
Площа поперечного перерізу зразка F, см2 Руйнівне навантаження Р, кгс Границя міцності , МПа   Вид зразка після випробування (ескіз)

Дослідницька частина роботи

Мета дослідження - встановити вплив умов тертя на торцевих поверхнях зразка і відношення на границю міцності крихких матеріалів і границю текучості пластичних матеріалів.

При постійному відношенні випробувати на стиск зразки з різними умовами тертя між торцевими поверхнями зразка й опорних площин випробувальної машини. Різні умови тертя можна реалізувати застосуванням змащення, прокладок з антифрикційних чи пластичних матеріалів. Можна використовувати спеціальні прокладки з конічною торцевою поверхнею, при цьому кут конусності вибирають близьким до кута тертя контактуючих пар, а для усунення концентрації напружень у вершині конуса роблять центральний отвір. Застосовують також зразки з торцевими виточками. На основі проведених досліджень можна встановити залежність максимального осьового навантаження, яке витримує зразок не руйнуючись Р_max від умов тертя.

При фіксованих умовах тертя випробувати зразки з різними і встановити вплив на значення Р_max.

Порівняти одержані значення при осадженні з аналогічними значеннями , одержаними в дослідах на розтягання.

Контрольні питання

1. Які механічні характеристики можна визначити при випробуванні пластичних матеріалів на стиск?

2. Які механічні характеристики можна визначити при випробуванні крихких матеріалів на стиск?

3. Чим обумовлені розміри зразків при випробуванні на стиск?

4. Чому зразки з крихких матеріалів руйнуються по площинах, що складають кут ≈45° з віссю зразка?

5. Як залежить границя міцності деревини від напрямку?

6. Чому умови тертя на контактних поверхнях і відношення висоти зразка до його діаметра істотно впливають на результати випробувань?

2.4 Лабораторна робота 4. Випробування матеріалів на зріз та сколювання

Мета роботи: визначити границю міцності матеріалу на зріз і сколювання; ознайомитися з методами випробування на зріз.

Короткі теоретичні відомості

Багато елементів конструкцій працюють на зріз (заклепки, штифти, болти, зуби муфт і ін.). Напружений стан при зрізі більш складний, ніж при чистому зсуві, тому що в даному випадку виникають додаткові напруження від згину і зминання.

Границю міцності на зріз визначають як відношення максимального навантаження, яке витримує зразком при випробуванні, до площі зрізу:

(2.4.1)

Експерименти показали, що між границею міцності матеріалу на розтягання і границею міцності на зріз , існує залежність. Так, для сталей

(2.4.2)

При випробуванні на зріз зразки доводять до руйнування в спеціальних пристосуваннях, які дозволяють одержати подвійний чи одинарний зріз. При подвійному зрізі вплив напружень згину менше.

Пристосування для випробування на подвійний зріз циліндричного зразка (рис. 2.4.1) складається з вилки 1, у вушка якої запресовані сталеві загартовані шайби 2. У проміжну деталь 3 також запресована сталева загартована втулка 4. Випробуваний зразок 5 встановлюють в отвори загартованих шайб. При розтяганні пристосування, кінці якого закріплюють у захватах розривної машини, зразок піддається зрізу по двох площинах. Випробування проводять на машині Р20. Вигляд пристосування для випробування на подвійний зріз наведено на рис. 2.4.2.

Рисунок 2.4.2

Випробуванню піддають сталеві, бронзові, дюралюмінієві зразки.

Дійсний опір зрізу дорівнює відношенню руйнівного навантаження до фактичної площі зрізу, що визначається як матова зона поверхні зламу. Як правило