методичка 1. На рис показана схема расположения тензометров на прямоугольном образце
 Скачать 92.6 Kb.
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2ИЗУЧЕНИЕ ДИАГРАММЫ РАСТЯЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛИТЕ OCHOBHЫЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИЦель работы. Получение диаграммы растяжения и ознакомление с методикой определения механических характеристик материалов на примере малоуглеродистой стали. Выяснение характера разрушения по виду излома образно и определение марки стали. Основные понятия. Диаграмма растяжения - это график зависимости между нагрузкой и деформацией при статическом растяжении образца от начала нагружения и до момента его полного разрушенья. Примерный характер диаграммы растяжения малоуглеродистой стали показан на рис;4. На диаграмме наблюдаем характерные участки: ОА -пропорциональности, ОВ - упругости, ВО - площадка текучести, ОД - зона упрочнения, а ДК - зона разупрочнения образна. Вид диаграммы растяжения зависит не только от свойств материала, но и от размеров образца. При большей площади поперечного сечения А увеличатся нагрузки, при большей длине -удлинения  . Чтобы исключить влияние размеров, перестраивают диаграмму растяжения в диаграмму напряжений, для чего значения нагрузок относят к площади сечения А ( = F / А ), а удлинение - к длине (  = /𝜄) Для упрощения обычно не учитывают изменения площади сечения образца А (за счет поперечного сужения) и относят нагрузки к первоначальной площади. Такие напряжения называют условными, а диаграмму - условной диаграммой. Если с помощью дополнительных устройств в процессе растяжения непрерывно замерять измене- ние поперечных размеров и вычислить истинные значения площади.  в каждый момент времени, то можно определить истинные напряжения S = F/ . В этом случае диаграмму называют истинной. Рис. 4 Обычно в расчетах на прочность используют условную диаграмму напряжений. По диаграмме определяются: характеристики прочности материала, а именно- предел пропорциональности  , предел текучести  , предел прочности  , истинное напряжение в момент разрыва  , а также характеристики пластичности – относительное остаточное удлинение  и относительное сужение  .Определяется также характеристика вязкости - удельная работа разрушения а. Постановка испытаний Испытание производится на разрывной машине ИМ-4Р или ИМ-4А с максимальным усилием 40кН, которые имеют приспособление, автоматически вычерчивающее диаграмму растяжения в большом масштабе. Схема машины приведена на рис. 5 Рис. 5 От электромотора через редуктор вращается шестерня I, втулка которой имеет резьбу и заставляет перемещаться винт 2. При перемещении винта 2 вниз образец 3 нагружается. Усилие передается короткому плечу рычага 4 и через промежуточную тягу, маятнику 5, который отклоняется пропорционально нагрузке. Маятник передвигает каретку 6, и установленный на каретке карандаш 7 записывает на бумаге, натянутой на барабан 8, величину усилия. Поворот барабана пропорционален перемещению винта 2 и, следовательно, деформации образца. Погрешностью из-за опускания короткого плеча обычно пренебрегают. Машина ИМ-4А настольного типа работает как пресс, т.е. винт 2 поднимается вверх. Для растяжения образца на машине применяется так называемый реверс, преобразующий деформацию сжатия в деформацию растяжения. Принцип работы реверса показан на рис. 6. Для испытания на растяжение применяют цилиндрические и плоские образцы. В данной лабораторной работе испытываются цилиндрические образцы (рис. 7). Образцы с отношением 𝜄/d = 10 называются стандартными “длинными”, а с отношением 𝜄/d = 5…6- “короткими”. Иногда относительное удлинение обозначают с учетом этого отношения  ,  . Порядок выполнения работы. Предварите зарисовать схему машины КМ-4Р и сделать эскиз образца, а также записать масштабы диаграммы и размеры образца до опыта. Подсчитать и записать площадь поперечного сечения А=  /4 и объем образца V Ах𝜄 до опыта. Затем подойти к машинам и ознакомиться с их устройством и принципом работы реверса. В процессе испытания ведутся наблюдения за поведением образца по записи диаграммы.Рис. 6 Вначале образец деформируется равномерно по длине, но после достижения максимальной нагрузки деформация начинает сосредотачиваться на одном небольшом участке и образуется местное сужение(шейка), по которой разрывается образец. После разрыва образца машина останавливается нажатием кнопки “Стоп” или поворотом рукоятки пускового механизма. Затем диаграмма снимается и обрабатывается. Обработка результатов испытаний. Обе части образца складываются и штангенциркулем замеряется диаметр шейки образца  и длина образца  . Подсчитывается площадь поперечного сечения шейки  = /4. Полученные значения записываются в журнал в графу “После опыта”. Измерить ординаты точек А, С, Д, К (рис. 4), определяют значения нагрузок  ,  ,  ,  , умножая соответствующие координаты на масштаб усилий  и записывают их в таблицу. После этого определяют значения , ,  и  , разделив соответствующие нагрузки на первоначальную площадь поперечного сечения образца А. Значение истинного напряжения в момент разрыва определяется по площади сечения шейки  . Измерив абсциссы точек А, С, Д, К, определяют значения  ,  ,  , и  с помощью масштаба деформаций  . Разделив значения абсолютных удлинений на первоначальную длину образца 𝜄 получают относительные деформации  ,  ,  ,  , которые также заносят в журнал наблюдения. Затем из точки К проводят прямую, параллельную линии ОА и получают абсолютную остаточную деформацию при разрыве образца  , значение которой так же записывают в журнал и сравнивают со значением  , полученными по данным замера образца после разрушения. Рассчитывают характеристики пластичности материала: относительное остаточное удлинение  и относительное остаточное поперечное сужение Ѱ=(А- )/А . По величине площади диаграммы определяется полная работа , затраченная на разрушение образца W=դ , где դ = 0,80…0,85 – коэффициент заполнения диаграммы, а также удельная работа а=W/V Дм/ . В заключение вычерчивается диаграмма условных напряжений в координатах  Выводы. В выводах необходимо отметить особенности деформации образца. Указать марку стали испытуемого образца по ГОСТу и характерные примеры ее применения в сельскохозяйственном машиностроении. Отметить, из какого материала – пластичного или хрупкого – был изготовлен образец и характер его разрушения. Вопросы для самопроверки Какие виды деформаций испытывает образец материала при растяжении до разрушения? Что называют диаграммой растяжения? Какие характерные участки отмечаются на диаграмме? Каков механизм упругой и пластической деформаций? Какие материалы относят к пластичным, а какие - к хрупким? Как работает машина типа ИМ? Что такое реверс и для чего он используется? Как определяются условные и истинные напряжения? Что называют прочностью и какие характеристики прочности определяются по диаграмме? по истинной диаграмме? Что называют пластичностью и какие используются характеристики пластичности? Что называют вязкостью и чем она характеризуется? Какие особенности разрушения пластичных и хрупких материалов? |