Главная страница
Навигация по странице:

  • Экспериментальное определение диаграммы деформирования материала при растяжении и сжатии

  • Оценка(балл): ……….. Махачкала 20.. 2 Лабораторная работа № 1. Экспериментальное определение диаграммы деформирования материала при растяжении и сжатии

  • Основной задачей испытания на растяжение является построение диаграммы растяжения, т.е. зависимости между силой, действующей на образец, и его удлинением.

  • Предел прочности чугуна на сжатие превышает предел прочности на растяжение в 4

  • При сжатии бетона (цементного раствора, камня)

  • Сравнение механических характеристик бетона показывает, что предел прочности при сжатии в 10-20 раз превышает предел прочности при растяжении

  • а) в) д) б) г) е) Рис.2.1.10.

  • Экспериментальная часть испытания материалов

  • МиМ настраивает и запускает преподаватель или учебный мастер

  • МиМ настраивает и запускает преподаватель или учебный мастер Для испытания пластичного материала остановка испытания произойдет автоматически при достижении нагрузкой значения 5,5 кН

  • Вопросы для подготовки к защите работы

  • БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  • Отсчет. Отчет ЛР№1. Лабораторная работа 1 Экспериментальное определение диаграммы деформирования материала при растяжении и сжатии


    Скачать 0.52 Mb.
    НазваниеЛабораторная работа 1 Экспериментальное определение диаграммы деформирования материала при растяжении и сжатии
    АнкорОтсчет
    Дата18.04.2023
    Размер0.52 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаОтчет ЛР№1.pdf
    ТипЛабораторная работа
    #1069688

    1
    ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
    УНИВЕРСИТЕТ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
    Инженерный колледж
    Кафедра
    «……………………………………………………….. »
    О Т Ч Е Т
    Лабораторная работа № 1
    Экспериментальное определение диаграммы
    деформирования материала при растяжении и сжатии
    Дисциплина - Техническая механика
    Выполнил: группа ………. .. курс ……….
    …………………………………………. ………….
    (фамилия, имя )
    Преподаватель:
    ………………………………………… …………….
    Оценка(балл): ………..
    Махачкала 20..

    2
    Лабораторная работа № 1. Экспериментальное определение диаграммы
    деформирования материала при растяжении и сжатии
    Цель работы: изучение способа испытаний материалов на растяжение и
    сжатие, изучение диаграммы деформирования пластичного и хрупкого материалов,
    определение механических характеристик материалов при растяжении и сжатии.
    Теоретические основы испытания материалов на растяжение [1].
    Для испытания на растяжение используются специально изготовляемые образцы, которые большей частью вытачиваются из прутковых заготовок или вырезаются из листа. Основной особенностью таких образцов является наличие усиленных мест захвата и плавного перехода к сравнительно узкой ослабленной рабочей части.
    Длина рабочей части l
    РАБ
    выбирается обычно в 15 раз большей диаметра
    d.
    При замерах деформаций используется только часть этой длины, не превышающая десяти диаметров. Существуют, однако, и более короткие образцы, у которых отношение
    l
    РАБ
    /
    d
    равно 5.
    Основной задачей испытания на растяжение является построение
    диаграммы растяжения, т.е. зависимости между силой, действующей на образец,
    и его удлинением.
    На рисунке 2.1.1 показана типичная для углеродистой стали диаграмма испытания образца в координатах Р-Δl. Полученная кривая условно может быть разделена на следующие четыре зоны.
    Рис. 2.1.1. Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали
    Зона OA носит название зоны упругости. Здесь материал подчиняется закону
    Гука
    На рисунке 2.1.1 этот участок для большей наглядности показан с отступлением от масштаба. Удлинения Δl на участке OA очень малы, и прямая OA, будучи вычерченной в масштабе, совпадала бы в пределах ширины линии с осью ординат.
    Величина силы, для которой остается справедливым закон Гука, зависит от размеров образца и физических свойств материала. Для высококачественных сталей эта величина имеет большее значение. Для таких металлов, как медь, алюминий, свинец,
    она оказывается в несколько раз меньшей.

    3
    Зона АВ называется зоной общей текучести, а участок АВ диаграммы -
    площадкой текучести. Здесь происходит существенное изменение длины образца без заметного увеличения нагрузки. Наличие площадки текучести АВ для металлов не является характерным. В большинстве случаев при испытании на растяжение и сжатие площадка АВ не обнаруживается, и диаграмма растяжения образца имеет вид кривых, изображенных на рисунке 2.1.2. Кривая 1 типична для алюминия и отожженной меди, кривая 2 -для высококачественных легированных сталей.
    Рис. 1.2. Диаграммы деформирования меди (1) и легированной стали (2)
    Зона ВС называется зоной упрочнения. Здесь удлинение образца сопровождается возрастанием нагрузки, но неизмеримо более медленным (в сотни раз), чем на упругом участке. В стадии упрочнения на образце намечается место будущего разрыва и начинает образовываться так называемая шейка - местное сужение образца. По мере растяжения образца утонение шейки прогрессирует. Когда относительное уменьшение площади сечения сравняется с относительным возрастанием напряжения, сила Р достигнет максимума (точка С). В дальнейшем удлинение образца происходит с уменьшением силы, хотя среднее напряжение в поперечном сечении шейки и возрастает. Удлинение образца носит в этом случае местный характер, и поэтому
    участок кривой CD называется зоной местной текучести. Точка D соответствует разрушению образца. У многих материалов разрушение происходит без заметного образования шейки.
    Для количественной оценки свойств материала диаграмму растяжения P=f(Δl) перестраивают в координатах σ и ε. Для этого необходимо уменьшить в F раз ординаты и в l раз абсциссы, где F и l - соответственно площадь поперечного сечения и рабочая длина образца до нагружения. Так как эти величины постоянны, то диаграмма σ=f(ε)
    (рисунок 2.1.3) имеет тот же вид, что и диаграмма растяжения, но будет характеризовать уже не свойства образца, а свойства материала.

    4
    Рис. 2.1.3. Диаграмма деформирования (напряжение - деформация)
    Наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука, называется
    пределом пропорциональности σ
    ПЦ
    Величина предела пропорциональности зависит от той степени точности, с которой начальный участок диаграммы можно рассматривать как прямую. Степень отклонения кривой σ=f(ε) от прямой
    σ=Еε определяют по величине угла, который составляет касательная к диаграмме с осью σ. В пределах закона Гука тангенс этого угла определяется величиной 1/E. Обычно считают, что если величина dε/dσ оказалась на 50% больше, чем
    1/E,
    то предел пропорциональности достигнут.
    Упругие свойства материала сохраняются до напряжения, называемого пределом упругости. Под пределом упругости σ
    у
    понимается такое наибольшее напряжение, до
    которого материал не получает остаточных деформаций.
    Для того чтобы найти предел упругости, необходимо после каждой дополнительной нагрузки образец разгружать и следить, не образовалась ли остаточная деформация. Так как пластические деформации в отдельных кристаллах появляются уже в самой ранней стадии нагружения, ясно, что величина предела упругости, как и предела пропорциональности, зависит от требований точности, которые накладываются на производимые замеры. Обычно остаточную деформацию, соответствующую пределу упругости, принимают в пределах ε
    ОСТ
    = (1÷5)·10
    -5
    , т.е. 0,001÷0,005%. Соответственно этому допуску предел упругости обозначается через σ
    0,001
    или σ
    0,005
    Предел упругости и предел пропорциональности трудно поддаются определению и резко меняют свою величину в зависимости от условно принятой нормы на угол наклона касательной и на остаточную деформацию. Поэтому величины σ
    ПЦ
    и σ
    у
    в справочные данные по свойствам материалов обычно не включаются.
    Под пределом текучести понимается то напряжение, при котором происходит
    рост деформации без заметного увеличения нагрузки. В тех случаях, когда на диаграмме отсутствует явно выраженная площадка текучести, за предел текучести условно принимается величина напряжения, при котором остаточная деформация ε
    ОСТ
    = 0,002 или
    0,2% (рис. 2.1.4). В некоторых случаях устанавливается предел ε
    ОСТ
    = 0,5%.

    5
    Рис. 2.1.4. Определение условного предела текучести
    Условный предел текучести обозначается через σ
    0,2
    и σ
    0,5
    В зависимости от принятой величины допуска на остаточную деформацию. Предел текучести легко поддается определению и является одной из основных механических характеристик материала.
    Отношение максимальной силы, которую способен выдержать образец, к его
    начальной площади поперечного сечения носит название предела прочности, или
    временного сопротивления, и обозначается σ
    ВР
    .
    Временное сопротивление σ
    ВР
    не есть напряжение, при котором разрушается образец.
    Если относить растягивающую силу не к начальной площади сечения образца, а к наименьшему сечению в данный момент, можно обнаружить, что среднее напряжение в наиболее узком сечении образца перед разрывом существенно больше, чем σ
    ВР
    . Таким образом, предел прочности также является условной величиной.
    Удлинение при разрыве δ % представляет собой величину средней остаточной
    деформации, которая образуется к моменту разрыва на определенной стандартной длине
    образца. Определение δ% производится следующим образом.
    Перед испытанием на поверхность образца наносят две риски на расстоянии l
    0
    =10d или l
    0
    =5d. После того как образец испытан и разорван, обе его части составляются по месту разрыва. Далее, по имеющимся на поверхности рискам измеряют величину среднего удлинения Δl
    0
    на стандартной длине. Удлинение при разрыве будет следующим:
    Диаграмма растяжения с учетом уменьшения площади F и местного увеличения деформации, называется истинной диаграммой растяжения (кривая OC'D' на рисунке
    2.1.5).

    6
    Рис. 2.1.5. Истинная диаграмма растяжения
    Если испытуемый образец, не доводя до разрушения, разгрузить (точка К, рисунок 2.1.6), то в процессе разгрузки зависимость между силой Р и удлинением Δl изобразится прямой KL (рисунок 2.1.6).
    Рис. 2.1.6. Диаграмма деформирования с промежуточной разгрузкой
    Опыт показывает, что эта прямая параллельна прямой OA. При разгрузке удлинение полностью не исчезает. Оно уменьшается на величину упругой части удлинения (отрезок LM). Отрезок OL представляет собой остаточное удлинение. Его называют также пластическим удлинением, а соответствующую ему деформацию - пластической деформацией. Таким образом,
    Соответственно

    7
    Если образец был нагружен в пределах участка OA и затем разгружен, то удлинение будет чисто упругим, и Δl
    ост
    =0.
    При повторном нагружении образца диаграмма растяжения принимает вид прямой
    LK
    и далее - кривой
    KCD
    (рис. 2.1.6) так, как будто промежуточной разгрузки не было.
    Положим теперь, что испытываются два одинаковых образца, изготовленных из одного и того же материала. Один из образцов до испытания нагружению не подвергается, а второй - был предварительно нагружен силами, вызывавшими в образце остаточные деформации.
    После испытаний первого образца диаграмма растяжения
    OABCD
    имеет вид, показанный на рисунке 2.1.7, а. При испытании второго образца отсчет удлинения будет производиться, естественно, от ненагруженного состояния и остаточное удлинение
    OL
    учтено не будет. В результате получается укороченная диаграмма
    LKCD
    (рис. 2.1.7, б). Отрезок
    МК
    соответствует силе предварительного нагружения. Таким образом, вид диаграммы для одного и того же материала зависит от степени начального нагружения (вытяжки), а само нагружение выступает теперь уже в роли некоторой предварительной технологической операции. Весьма существенным является то, что отрезок
    LK
    (рис. 2.2, а) оказывается больше отрезка
    OA.
    Следовательно, в результате предварительной вытяжки материал приобретает способность воспринимать без остаточных деформаций большие нагрузки. а) б)
    Рис. 2.1.7. - Влияние предварительной пластической деформации на диаграмму деформирования
    Явление повышения упругих свойств материла в результате предварительного пластического деформирования носит название наклепа, и широко используется в технике.

    8
    Теоретические основы испытания материалов на сжатие [1].
    При испытаниях на сжатие используются короткие цилиндрические образцы,
    высота которых превышает размеры поперечного сечения не более чем в два раза. При большей высоте сжатие образца сопровождается, как правило, его искривлением, искажающим результаты испытаний.
    Основной задачей испытания на сжатие является построение диаграммы сжатия, т.е. зависимости между силой, действующей на образец, и его удлинением.
    Способность материала получать большие остаточные деформации, не разрушаясь, называется пластичностью. Свойство пластичности имеет решающее значение для таких технологических операций, как штамповка, вытяжка, волочение, гибка и др.
    Мерой пластичности является удлинение δ при разрыве. Чем больше 5, тем более пластичным считается материал. К числу весьма пластичных материалов относятся
    отожженная медь, алюминий, латунь, малоуглеродистая сталь и др. Менее пластичными являются дюраль и бронза. К числу слабо пластичных материалов относятся многие легированные стали.
    Противоположным свойству пластичности является свойство хрупкости, т.е. способность материала разрушаться без образования заметных пластичных деформаций.
    Материалы, обладающие этим свойством, называются хрупкими. Для таких материалов величина удлинения при разрыве не превышает 2-5%, а в ряде случаев измеряется долями процента.
    К хрупким материалам относятся чугун, высокоуглеродистая инструментальная
    сталь, кирпич, стекло, камни и др. Диаграмма растяжения хрупких материалов не имеет
    площадки текучести и зоны упрочнения.
    При испытании на сжатие хрупкие и пластичные материалы ведут себя по-разному.
    Для малоуглеродистой стали диаграмма сжатия образца имеет вид кривой, показанной на рисунке 2.1.8, а. Здесь обнаруживается площадка текучести с последующим переходом к зоне упрочнения. В дальнейшем нагрузка не падает, как при растяжении, а резко возрастает. а) б)
    Рис. 2.1.8. - Диаграммы деформирования при сжатии: а – пластического материала; б – хрупкого материала
    Происходит это в результате того, что площадь поперечного сечения сжатого образца увеличивается, сам образец вследствие трения на торцах принимает бочкообразную форму
    (рис. 2.1.9). Довести образец из пластичного материала до разрушения практически не

    9 удается. Испытуемый цилиндр сжимается в тонкий диск, и дальнейшее испытание ограничивается возможностями машины. Поэтому предел прочности при сжатии σ
    ВС
    . Для такого рода материалов найден быть не может.
    Рис. 2.1.9. - Изменение формы образца при сжатии
    Иначе ведут себя при испытании на сжатие хрупкие материалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет качественные особенности диаграммы растяжения (рис. 3.1, б).
    Предел прочности хрупкого материала при сжатии σ
    ВС
    определяется так же, как и при растяжении. Разрушение образца происходит с образованием трещин по наклонным или продольным плоскостям.
    Сопоставление предела прочности хрупких материалов при растяжении σ
    ВР
    с пределом прочности при сжатии σ
    ВС
    показывает, что эти материалы обладают, как правило, более высокими прочностными показателями при сжатии, нежели при растяжении.
    Величина отношения для чугуна колеблется в пределах 0,2÷0,4. Для керамических материалов: k=0,1÷0,2.
    Для пластичных материалов сопоставление прочностных характеристик на растяжение и сжатие ведется по пределу текучести (σ
    ТР
    и σ
    ТС
    ). Принято считать, что σ
    ТР

    σ
    ТС
    Хрупкие материалы (чугун, бетон, кирпич и др.) лучше сопротивляются сжатию, чем растяжению и поэтому они применяются для изготовления материалов, работающих на сжатие
    (к примеру у бетона предел прочности на сжатие раз в 10 больше предела прочности на растяжение).
    В силу чего хрупкие материалы применяются в основном в сжатых элементах конструкций, поэтому основным видом испытаний хрупких материалов является испытание на сжатие. Поэтому для их расчета на прочность необходимо знать механические характеристики, получаемые при испытании на сжатие.
    Для чугуна на диаграмме сжатия почти отсутствует прямолинейный участок, т.е. закон Гука выполняется лишь приближенно в начальной стадии нагружения. Разрушение происходит внезапно при максимальной нагрузке с появлением ряда наклонных трещин, расположенных приблизительно под углом 45
    о к образующим боковой поверхности образца, т.е. по линиям действия максимальных касательных напряжений.

    10
    Предел прочности при сжатии определяется по зависимости
    Предел прочности чугуна на сжатие превышает предел прочности на растяжение в 4-
    5 раз и предел прочности на изгиб в 2 раза.
    Следует заметить, что характер деформации и разрушения образца зависят от сил трения между торцами образца и опорными плитами испытательной машины.
    Путем периодической парафинной или графитовой смазки торцов можно устранить силы трения; при этом чугунный образец в течении всего испытания остается цилиндрическим и разрушается по плоскостям, параллельным диаметральной плоскости из-за недопустимо больших растягивающих деформаций.
    При сжатии бетона (цементного раствора, камня), рост нагрузки сопровождается упругими деформациями вплоть до разрушения, что вообще свойственно для хрупких материалов.
    Характер разрушения образцов из бетона зависит от наличия сил трения между плитами машины и торцами образца. При их наличии, т.е., когда образец без смазки, разрушение происходит путем
    выкрашивания материала у боковых поверхностей в средней части образца, а трещины образуются под углом 45
    о к линии действия нагрузки. При сжатии образца со смазанными торцами разрушение имеет вид продольных трещин, т.е. материал расслаивается по линиям, параллельным действию сжимающей силы. Сравнение механических характеристик бетона показывает, что
    предел прочности при сжатии в 10-20 раз превышает предел прочности при растяжении.
    При испытании на сжатие образцов из дерева, имеющего волокнистую структуру, ярко проявляются его анизотропные свойства. Так при сжатии дерева вдоль волокон образец претерпевает небольшие остаточные деформации, могут образовываться поперечные складки и продольные трещины, а разрушение возникает вследствие сдвига одной части образца относительно другой . При сжатии поперек волокон после достижения некоторой нагрузки кубик продолжает деформироваться почти без увеличения сжимающей силы, подвергается прессованию и не всегда можно точно определить нагрузку, соответствующую началу разрушения. Поэтому предел прочности условно определяют при нагрузке, когда образец сжимается на одну треть от своей первоначальной высоты. Так для сухой древесины (с влажностью равной 15% при температуре 20
    о
    С) предел прочности на сжатие вдоль и поперек волокон отличается в 8-10 раз.
    Предел прочности на растяжение больше предела прочности на сжатие примерно в 2 раза.
    При расчете конструкций необходимо учитывать особенности сопротивления растяжению и сжатию пластичных и хрупких материалов.

    11
    а) в) д)
    б) г) е)
    Рис.2.1.10. Характер разрушения различных материалов при сжатии а - медь; б - чугун; в, г - бетон без и со смазкой торцов; д, е - дерево вдоль и поперек волокон соответственно
    Справочные данные:
    Таблица
    Материал
    Временное сопротивление,
    (предел прочности)
    , МПа
    Предел текучести
    , МПа
    Относительное
    Удлинение
    , %
    Предел выносливости, МПа
    Углеродистые стали обыкновенного качества
    Ст 2кп
    330...420 200…220 30…33 120…160 170…220 80…130
    Ст2пс(сп)
    340…440 210…230 29…32
    Ст 3кп
    370…470 220…240 24…27 120…160 170…220 100…130
    Ст 3пс(сп)
    380…490 230…250 23…26
    Ст 4кп
    410…520 240…260 22…25
    -
    190…250
    -
    Ст 4пс(сп)
    420…540 250…270 21…24
    Ст 5пс(сп)
    500…640 270…290 17…20 170…220 220…300 130…180
    Ст 6пс(сп)
    600 300…320 12…15 190…250 250…340 150…200
    Углеродистые качественные стали (нормализованные)
    10 340…420 210 31 120…150 160…220 80…120 20 420…500 250 25 120…160 170…220 100…130 30 500…600 300 21 170…210 200…270 110…140 40 580…700 340 19 180…240 230…320 140…190 45 610…750 360 16 190…250 250…340 150…200 50 640…800 380 14 200…260 270…350 160…210 60 690…900 410 12 220…280 310…380 180…220
    Легированные стали
    20Х
    720…850 400…650 12
    -
    310…380 170…230 40Х
    730…1050 650…900 15,5 240…340 320…480 210…260 45Х
    850…1060 700…950 9
    -
    400…500
    -
    40ХН
    1000…1450 800…1300
    -
    310…420 460…600
    -
    30ХГСА
    1100…1700 850…1500 7
    -
    480…700 280…400 60Г
    710 420 11 250…320
    -
    -

    12
    Экспериментальная часть испытания материалов
    .
    а) Исследование диаграммы деформирования пластичных и хрупких материалов при
    растяжении: участков обратимых деформаций, неустойчивого деформирования и
    разрушения.
    1. Запустить на ПЭВМ (ноутбуке) программу обработки информации учебной универсальной испытательной машины «Механические испытания материалов» МИМ-
    7ЛР-010.000 – «МиМ».
    2. Повернуть ручку регулировки скорости на максимальную скорость (по ходу часовой стрелки до упора).
    3. Включить насосный агрегат.
    4. Включить тумблер «Питание системы управления» (для выхода электронной измерительной части на стационарный температурный режим рекомендуется выполнять действия по п.п. 1 и 2 минимум за 20 минут до начала проведения измерений).
    5. Убедиться, что на нижней и подвижной траверсе нет посторонних предметов, а рядом с машиной посторонних лиц.
    6. Установить в верхнюю и нижнюю опорные вилки переходники со сферическими шарнирами, зафиксировав их с помощью пальцев (рисунок 2.1.10).
    Рис. 2.1.10. Установка переходной вилки со сферическим шарниром
    7. Измерить диаметр d образца и его рабочую длину l (длину тонкой цилиндрической части), вычислить площадь поперечного сечения
    F
    0
    ,
    занести данные в таблицу 2.1.1. Тонким маркером (например, для CD дисков) нанести на тонкую цилиндрическую часть две метки на расстоянии l
    0
    —5d (можно нанести метки разметочным штангенциркулем).
    8. Навернуть на резьбовые головки образца соответствующие резьбовые захваты
    (рисунок 2.1.11). Навертывание должно быть выполнено на всю длину резьбовых концов образца.
    Рис. 2.1.11. Установка образца для испытаний на растяжение в захваты

    13 9. С помощью ручного управления переместить подвижную траверсу в позицию, обеспечивающую возможность установки образца с захватами в переходники с помощью пальцев и установить образец (рисунок 2.1.12).
    10. Установить регулятор скорости хода подвижного захвата на значение от 1,5 до 2.
    11. Установить регулятор нагрузки на минимальное значение, полностью вывернув ручку против хода часовой стрелки.
    12. С помощью ручного управления сдвинуть подвижный захват вниз. Движение продолжать до тех пор, пока захват сам не остановится, выбрав зазоры.
    13. Установить регулятор скорости хода подвижного захвата на значение от 1,2 до
    1,4.
    14. Установить регулятор нагрузки на максимальное значение, полностью завернув ручку по ходу часовой стрелки.
    15. В программе выбрать пункт меню «Диаграммы деформирования», в появившемся окне установить флажок «Испытание на растяжение».
    16. Ввести в программу геометрические характеристики образца: площадь поперечного сечения F
    0
    и длину рабочей части l.
    17. Нажать кнопку «Начать испытание», после этого начнется движение подвижного захвата и нагружение образца с одновременным сбором данных по усилию и перемещению.
    Наибольшая продолжительность испытаний составляет 30 минут, по истечении этого времени сбор данных прекращается и нагружающий гидроцилиндр отключается распределителем от насосной станции.
    Рис. 2.1.12. Установка образца для испытаний на растяжение с захватами в переходные вилки
    18. После разрушения образца, в случае, если не произойдет автоматической остановки движения захвата, необходимо нажать кнопку «Завершить испытание».

    14 19. Повернуть ручку регулировки скорости на максимальную скорость (по ходу часовой стрелки до упора).
    20. Выключить насосный агрегат.
    21. Сохранить диаграммы и данные в файлы, для написания отчета.
    22. Снять резьбовые захваты и вывернуть части образца.
    23. Снять переходники со сферическими шарнирами.
    24. Все дальнейшие измерения и результаты вычислений следует заносить в таблицу
    2.1.1.
    25. Измерить диаметр d
    K
    частей образца в самом тонком месте (шейке), вычислить площадь поперечного сечения
    F
    K
    .
    26. Сложить части образца вдоль его оси с минимально возможным зазором, измерить расстояние 1
    К
    между нанесенными метками.
    27. Вычислить относительное удлинение после разрыва δ=(l
    K
    -l
    0
    )/l
    0
    и относительное сужение после разрыва
    Ψ
    =(F
    0
    -F
    K
    )/F
    0
    .
    28. По диаграмме сила - перемещение определить усилие, действующее на образец в момент разрыва
    Р
    К
    . Рассчитать истинное сопротивление разрыву σ
    ИСТ
    = P
    K
    /F
    K
    .
    29. По диаграмме напряжение - деформация определить временное сопротивление σ
    B
    и предел текучести - физический σ
    T
    или условный σ
    0,2
    30. Сделать выводы о характере работы пластичных материалов при растяжении, об участках диаграммы деформирования, на которых деформации в материале обратимы, на которых возникают остаточные деформации, на которых начинается неустойчивое деформирование, ведущее к разрушению.
    Таблица 2.1.1.
    Протокол испытаний
    l, мм
    l
    0
    , мм
    δ=(l
    K
    -l
    0
    )/l
    1
    к
    , мм
    d, мм
    F
    0
    =π×d
    2
    /4,
    мм
    2
    Ψ
    =(F
    0
    -
    F
    K
    )/F
    0
    , %
    d
    K
    , мм
    F
    K
    =π×d
    K
    2
    /4,
    мм
    2
    Рк,
    Н
    σ
    ИСТ
    =
    P
    K
    /F
    K
    , МПа
    σ
    В
    ,
    МПа
    σ
    Т

    0,2
    ), МПа

    15
    б) Исследование диаграммы деформирования пластичных материалов при
    растяжении: работа материала при разгрузке из зоны пластического деформирования и
    последующего нагружения с доведением до разрушения.
    МиМ настраивает и запускает преподаватель или учебный мастер
    Таблица 2.1.2.
    Протокол испытаний
    l, мм
    l
    0
    , мм
    δ=(l
    K
    -l
    0
    )/l
    0
    , %
    l
    К
    , мм
    d, мм
    F
    0
    =π×d
    2
    /4, мм
    2
    ψ=(F
    0
    -F
    K
    )/F
    0
    , %
    d
    K
    , мм
    F
    K
    =π×d
    K
    2
    /4, мм
    2
    Р
    K
    , Н
    σ
    ИСТ
    = Р
    K
    /F
    K
    , МПа
    σ
    В
    , МПа
    σ
    Т
    (σ
    0,2
    ),
    МПа
    в) Исследование диаграммы деформирования пластичных и хрупких материалов при
    сжатии: характера работы пластичных и хрупких материалов при сжатии,
    равномерности распределения деформаций при сжатии пластичных материалов и
    особенностях разрушения хрупких.
    МиМ настраивает и запускает преподаватель или учебный мастер
    Для испытания пластичного материала остановка испытания произойдет автоматически при достижении нагрузкой значения 5,5 кН.
    Сделать выводы о характере работы пластичных материалов и хрупких материалов при сжатии, равномерности распределения деформаций по длине образца при сжатии пластичного материала, особенностях разрушения хрупких материалов при сжатии.

    16
    Таблица 2.1.3.
    Протокол испытаний
    Образец из пластичного материала
    d, мм
    F
    0
    =π×d
    2
    /4, мм
    2
    d

    , мм
    F
    K
    =π×d
    КK
    2
    /4, мм
    2
    d

    , мм
    F

    =π×d
    КС
    2
    /4, мм
    2
    l, мм
    l
    К
    , мм
    σ
    Т
    (σ
    0,2
    ), МПа
    Таблица 2.1.4.
    Протокол испытаний
    Образец из хрупкого материала
    a, мм
    F
    0
    = a
    2
    , мм
    2
    l, мм
    P
    К
    , H
    σ
    ВС
    , МПа

    17
    Вопросы для подготовки к защите работы
    1.
    Какова цель лабораторной работы?
    2.
    На какой машине проводятся испытания? Опишите её конструкцию.
    3.
    Как работают силоизмерительное и записывающее устройство?
    4.
    Какие по форме поперечного сечения образцы предусматривает ГОСТ?
    5.
    Какое соотношение между диаметром и длиной рабочей зоны образца предусматривает ГОСТ?
    6.
    Для чего нужна диаграмма растяжения материала, и в каких координатах она строится?
    7.
    Почему за ось абсцисс при построении диаграммы растяжения принимают абсолютное удлинение?
    8.
    Какой вид имеет диаграмма растяжения малоуглеродистой стали?
    9.
    Сколько характерных зон деформирования имеет диаграмма растяжения?
    10.
    Как называют зоны деформирования диаграммы растяжения?
    11.
    Как проходит процесс деформирования на различных участках диаграммы?
    12.
    Что характеризует диаграмма растяжения, построенная в координатах свойства образца данных размеров или свойства материала?
    13.
    Как определяется начало координат машинной диаграммы
    ?
    14.
    На какие группы делят механические характеристики?
    15.
    Какую реакцию твёрдых тел измеряют механическими характеристиками прочности?
    16.
    Что относят к характеристикам прочности?
    17.
    Для какого участка диаграммы справедлив закон Гука?
    18.
    Что называется пределом пропорциональности?
    19.
    Что называется пределом упругости?
    20.
    Что называется пределом текучести?
    21.
    Что называется площадкой текучести и при испытании каких материалов она бывает на диаграмме растяжения?
    22.
    Покажите на диаграмме растяжения зону упругости и объясните ее суть.
    23.
    Что называется пределом прочности?
    24.
    Как определить параметры, характеризующие пластичность материала?
    25.
    Объясните, почему образец разрушается при нагрузке меньшей, чем максимальная.
    26.
    Из каких частей состоит полная деформация и чему она равна?
    27.
    Какие деформации называют упругими и какие остаточными (пластическими)? Как их определить на диаграмме растяжения?
    28.
    Чем отличаются друг от друга диаграммы растяжения при пластичном и хрупком разрушении материалов?
    29.
    Что называют наклёпом? Как изменяются механические свойства материала после наклёпа?
    30.
    Как используют в технике явление наклёпа Приведите примеры.

    18
    БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
    1. Акаев А.И., Хазамов Г.О. Лабораторный практикум по дисциплине «Механика
    (техническая механика). Практикум для направления подготовки бакалавров
    08.03.01. «Строительство». Махачкала: ДГУНХ, 2018.–43с.
    2. Пояркова Е.В., Подоляк Н.Я., Диньмухаметова Л.С., Гаврилов А.А. Механика материалов и основы конструирования. Сопротивление материалов. Оренбург: ОГУ,
    2017. – 164 с.
    3. Беликов Г. И. Техническая механика. Сопротивление материалов: Обучающие модули: учебное пособие. Волгоград: ВГАСУ, 2014.–26 с.
    4. Кривошапко С. Н. Техническая механика: конспект лекции. М.: Российский уни-т дружбы народов, 2013.–64 с.
    5. Кондрашкин О. Б., Лобов Д. М. Измерение деформаций механическими приборами: методические указания. Н. Новгород: ННГАСУ, 2013.–24 с.

    19
    Ответы на вопросы
    :
    1………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    2………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    3………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    4………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    5………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    6………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    7………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    8………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    9………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    10………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    11………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    12………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    13………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    14………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    15………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………

    20 16………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    17………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    18………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    19………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    20………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    21………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    22………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    23………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    24………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    25………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    26………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    27………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    28………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    29………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………
    30………………………………………………………………………………………………….
    ……………………………………………………………………………………………………


    написать администратору сайта