Методичка. Методичка Контроль качества (2010). Методические указания к лабораторным работам по дисциплине Контроль качества сварки Составители Добрынин В. П
 Скачать 2.3 Mb.
|
|
Проведение испытаний и подсчет результатов. Величина нагрузки при испытании отсчитывается с точностью до 0,5 наименьшего деления шкалы силоизмерителя. Предел пропорциональности (условный) σпцопределяется с помощью тензометра следующим образом. На испытуемый образец после его установки в захваты испытательной машины и приложения к нему нагрузки соответствующей начальному напряжению σ0(не более 10 % от ожидаемого предела пропорциональности σпц), производится установка тензометров. Нагружение образца производится любым способом, обеспечивающим медленное возрастание нагрузки и возможность приостановки нагрузки с точностью до наименьшего деления шкалы силоизмерителя. Время выдержки под нагрузкой для снятия показаний на каждой ступени нагружения должно составлять не более 5 – 7 секунд. До нагрузок, составляющих 70 – 80 % нагрузки ожидаемого предела пропорциональности Рпц, образец нагружается крупными ступенями. В дальнейшем нагружение производится мелкими (Δδ ≈ 2 кгс/мм2) ступенями. Когда приращение удлинения при малой ступени нагружения превысит среднее значение приращения (при той же ступени нагрузки) на начальном линейном упругом участке в 2 – 3 раза, то испытание для определения предела пропорциональности прекращается. На упругом участке определяется средняя величина приращения удлинения на малую степень нагружения. Найденную величину увеличивают в соответствии с заданным допуском. По результатам испытаний определяется нагрузка Рпц, соответствующая подсчитанному значению приращения удлинения. В тех случаях, когда необходимо уточнить численное значение определяемой характеристики, допускается использование линейной инетрполяции. Предел пропорциональности (условный), вычисляется по формуле:  . (4.1)Пример определения предела пропорциональности (условного). Допуск на увеличение тангенса угла, образованного касательной к кривой деформации с осью нагрузок, - 50 % от его значения на линейном участке. Испытуемый материал – сталь. Размеры образца: диаметр d0=10 мм начальная площадь поперечного сечения F0 = 78,5 мм2, начальная расчетная длина и база тензометра l0 = 100 мм. Начальное напряжение σ0 =5 кгс/мм2, что соответствует нагрузке Р0= =392,5 кгс. Округленно принимаем Р0 = 400 кгс. Ожидаемый предел пропорциональности σпц = 70 кгс/мм2. нагрузка Р, отвечающая 80 % нагрузке ожидаемого предела пропорциональности Рпц, определяется из равенства:  Округленно принимаем Р равным 4000 кгс. Для получения не менее четырех отсчетов в указанном интервале нагрузок крупная ступень нагружения определяется следующим образом:  кгс.Дальнейшее нагружение производим мелкими ступенями по Р = 150 кгс (что соответствует приращению напряжения Δδ≈2 кгс/мм2) до заметного отклонения от закона пропорциональности со снятием показаний тензометров. Результаты испытаний заносим в таблицу:
* - Цена деления шкалы тензометра 0,002 мм. Средняя величина приращения удлинения Δl на малую ступень нагрузки Р = =150 кгс составляет:  деления шкалы.Найденную величину приращения удлинения на малую ступень нагрузки на линейном участке согласно установленному допуску увеличиваем на 50 %. Искомое удлинение на ступень нагрузки Р = 150 кгс составит: 4,5 х 1,5 = 6,8 делений шкалы. Искомая нагрузка, отвечающая пределу пропорциональности, находится на основании полученных результатов испытания. Для данного случая Рпц = 5500 кгс. Предел пропорциональности (условный) составляет:  кгс/мм2.Найденная нагрузка Р может быть уточнена путем применения метода линейной интерполяции: 5650 кгс – 5500 кгс = 150 кгс; 8 делений – 6,5 делений = 1,5 делений. Добавочную нагрузку Р определяем из пропорции: 150 кгс – 1,5 делений Р кгс – 0,3 делений, где 0,3 деления – разность между заданным приращением удлинения (6,8 делений) и полученной разностью в 6,5 делений (при Р = 5500 кгс). Добавочная нагрузка:  кгс.Уточненная нагрузка Рпц, соответствующая пределу пропорциональности (условному), составит:  кгс.Предел пропорциональности σпц отвечающий вычисленной нагрузке:  кгс/мм2.Предел упругости (условный)σ0,05 определяется следующим образом. На испытуемый образец после его установки в захваты испытательной машины и приложения к нему нагрузки, отвечающей начальному напряжению σ0 (не более 10 % от ожидаемого предела упругости σ0,05), производится установка тензометра. После установки тензометра образец необходимо нагрузить до напряжения σ1=2σ0 и после выдержки в течение 5 -7 секунд разгрузить до начального напряжения. Начиная с нагрузки, составляющей 70 – 80 % нагрузки ожидаемого предела упругости Р0,05, образец нагружают последовательно возрастающими нагрузками с измерением каждый раз остаточного удлинения после разгрузки до начального напряжения. Испытание для определения предела упругости прекращается, когда остаточное удлинение при данной нагрузке превысит заданную величину допуска. По результатам испытаний определяется нагрузка Р0,05, соответствующая заданному допуску на величину остаточного удлинения. В тех случаях, когда необходимо уточнить численное значение определяемой характеристики, допускается использование линейной интерполяции. Предел упругости (условный) σ0,05, вычисляется по формуле:  . (4.2)Пример определения предела упругости. Размеры образца: диаметр d0 = 10 мм, начальная площадь поперечного сечения F0 = 78,5 мм2, начальная расчетная длина и база тензометра l0 = 100 мм. Начальное напряжение σ0 = 5 кгс/мм2, что соответствует нагрузке Р0 = =392,5 кгс. Округленно начальную нагрузку принимаем равной 400 кгс. Допуск на величину остаточной деформации составляет 0,05 % от начальной расчетной длины образца (база тензометра). Ожидаемый предел упругости σ0,05 = 75 кгс/мм2. Определяем остаточное удлинение, равное 0,05 % от начальной расчетной длины образца, выраженное в делениях шкалы тензометра: 0,05 % от 100 мм составляет 0,05 мм. Так как одно деление шкалы тензометра соответствует 0,002 мм, то 0,05 мм составляет 25 делений шкалы тензометра. Первую ступень нагрузки Р1, составляющую 70 – 80 % нагрузки ожидаемого предела упругости Р0,05, принимаем равной 4500 кгс. В дальнейшем нагружение производим ступенями по Р = 150 кгс (Δσ ≈ 2 кгс/мм2) до тех пор, пока остаточное удлинение при Р0 = 400 кгс достигнет или несколько превысит 25 делений шкалы тензометра. За начальное принимаем произвольно выбранное по шкале тензометра деление «20». Результаты испытания записываем в таблицу:
По результатам испытаний находим нагрузку, предшествующую  вычисленному необходимому значению остаточного удлинения (25 делений по шкале тензометра). Нагрузка, отвечающая пределу упругости (условному) σ0,05: Р0,05 = 5850 кгс. Предел упругости  кгс/мм2.Найденная нагрузка Р0,05 может быть уточнена путем интерполяции: 6000-5850 = 150 кгс 32,5 делений – 23,5 делений = 9,0 делений Добавочную нагрузку ΔР определяем из пропорции: 150 кгс – 9делений Р – 1,5 делений, где 1,5 деления – разность между заданным числом делений (25) и полученным (23,5) после снятия нагрузки Р = 5850 кгс. Добавочная нагрузка:  кгс.Уточненный предел упругости:  кгс/мм2и  ли с округлением σ0,05 = 75 кгс/мм2.Предел текучести (физический) σТ определяется следующими методами: по диаграмме растяжения (рис. 4.7), полученной на испытательной машине, если масштаб диаграммы обеспечивает соответствие 1 мм ординаты не более 1 кгс/мм2 напряжения образца; при массовых испытаниях нагрузка РТ может быть определена по явно выраженной остановке стрелки силоизмерительного устройства испытательной машины, обусловленной деформацией образца без заметного увеличения нагрузки. Предел текучести (физический) σТ вычисляется по формуле:  ; (4.3)Предел текучести (условный) σ0,2 (или при ином допуске на величину остаточной деформации) определяется следующими методами: с помощью тензометров по методике, указанной для определения предела упругости; графическим методом при масштабе по оси деформации диаграмм не менее 50 : 1. Для определения нагрузки Р0,2 по диаграмме испытаний вычисляется величина заданного остаточного удлинения, исходя из рабочей длины образца. Найденная величина увеличивается пропорционально масштабу диаграммы, и отрезок полученной длины ОЕ откладывается по сои абсцисс вправо от точки О (рис. ___). Начальная криволинейная часть диаграммы исключается. Из точки Е проводится прямая ЕР параллельно прямой ОА. Точка пересечения Р (с кривой растяжения) определяет высоту ординаты, т.е. нагрузку Р0,2, отвечающую пределу текучести при заданном допуске на величину остаточного удлинения. Для определения временного сопротивления σв испытуемый образец подвергается растяжению под действием плавно возрастающей нагрузки до разрушения. Наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца, принимается за нагрузку Pmax, соответствующую временному сопротивлению. Временное сопротивление вычисляется по формуле:  . (4.4)Для определения истинного сопротивления разрыву Sк испытуемый образец подвергается растяжению до разрушения под действием плавно приложенной нагрузки. Нагрузка в момент разрыва Рк принимается за нагрузку, соответствующую истинному сопротивлению разрыва. Истинное сопротивление разрыву Sк определяется по формуле:  . (4.5)Для определения длины расчетной части образца после разрыва lк разрушенные части последнего плотно складываются так, чтобы оси их образовывали прямую линию. Если после испытания в месте разрыва образуется зазор, обусловленный частичным выкрашиванием металла и другими причинами, то он включается в длину расчетной части образца после разрыва. Относительное удлинение образца после разрыва δ вычисляется по формуле:  (4.6)Для определения относительного сужения после разрыва цилиндрического образца измеряется минимальный диаметр в месте разрыва dк в двух взаимно перпендикулярных направлениях. По среднему арифметическому из полученных значений вычисляется площадь поперечного сечения Fк. Определение относительного сужения после разрыва для образцов с иной начальной формой поперечного сечения по рабочей части не рекомендуется. При необходимости определения указанной характеристики для плоских образцов толщиной 2 мм вычисление площади поперечного сечения в месте разрыва производится путем умножения наибольшей ширины образца в месте разрыва на наименьшую толщину. Относительное сужение после разрыва определяется по формуле:  (4.7) |