Материал: 1063

Первая группа. Ординаты точек a, b и d на диаграмме условных напряжений отражают способность материала сопротивляться нагрузке и поэтому называются характеристиками прочности. Их определения:

σpr – предел пропорциональности: до него напряжения и деформации пропорциональны, т.е. подчиняются закону Гука;

σyt – предел текучести – напряжение, при котором деформации растут без изменения нагрузки (для сталей именно этот показатель используется для дальнейших прочностных расчетов);

σu – предел прочности – условное напряжение, соответствующее наибольшей растягивающей силе (предел прочности также называют временным сопротивлением).

Вторая группа механических характеристик – характеристики

Третья группа механ ческих характеристик – характеристики упругости. Основной характеристикой является модуль упругости, определяемый из закона Гука

Алгоритм выполнения работы

1.Штангенциркулем измеряют первоначальную длину l0 и диаметр d0 образца с точностью до 0,1 мм.

2.Вычисляют начальную площадь поперечного сечения А0.

3.Образец устанавливают в ГРМ-1 (ЛКСМ-1К) и производят нагружение со скоростью 0,5 мм/сек до разрыва образца.

4.Со шкалы снимают показания максимальной нагрузки Fu и наносят ее на диаграмму растяжения образца, который строится самописцем ГРМ-1 (ЛКСМ-1К).

11

5. Вычисляют масштаб диаграммы: линейкой измеряют максимальную высоту диаграммы, которая соответствует максимальной нагрузке Fu и определяют величину нагрузки на 1 мм высоты диаграммы (при испытании на ЛКСМ-1К данный пункт выполнять не требуется ввиду того, что оборудование позволяет сразу определять значение нагрузки в произвольной точке диаграммы).

6. Определяют нагрузку, соответствующую линейному участку диаграммы Fpr и площадке текучести Fyt.

7. Штангенциркулем измеряют длину образца после разрыва l и диаметр шейки d образца с точностью до 0,1 мм.

8. Вычисляют площадь поперечного сечения шейки А. 9. Определяют предел пропорциональности σpr = Fpr/А0.

Контрольные вопросы и задания

1.Назовите механические характеристики материалов, определяемых при испытании на растяжение.

2.Назовите характеристики пластичности.

3.Как определяется размер образцов для испытаний?

4.Чем обусловлен выбор формы образцов для испытаний?

5.Как определяется физический предел текучести?

6.Как определяется условный предел текучести?

7.Как определяется предел прочности для пластичных и хрупких материалов?

12

8.Чем различается характер разрушения пластичных и хрупких материалов при растяжении?

7.Какие механические характеристики определяют для хрупких материалов?

8.По каким признакам материалы делятся на хрупкие и пластичные?

9.Почему полученная диаграмма называется условной?

10.Какие типы образцов используются при испытании на растяжение?

11.Как изменяется скорость деформирования в ходе эксперимента?

12.Сколько образцов необходимо испытать для определения марки стали?

13.Сколько групп механических характеристик материалов можно определить при испытаниях?

14.В каких расчетах используют физико-механическиеИ характеристики материалов? Д

Этот вид испытаний относ тся к простейшим и поэтому к наиболее распространенным. При испытании на сжатие используются ко-

роткие образцы в форме цилиндров (рис. 5,а в основном для металлов) или кубиков (рис. 5,б для бетона, древесины и т.п.), иногда параллелепипедов. При большой высоте образца его сжатие обычно сопровождается искривлением, что искажает результаты испытаний.

Испытания производят на специальных прессах. По мере роста сжимающей силы продольный размер образца уменьшается, поперечные – увеличиваются. Поведение и свойства материала характеризуются диаграммой сжатия (рис. 6).

Пластичные и хрупкие материалы при сжатии ведут себя поразному.

Диаграмма сжатия малоуглеродистой стали (пластичного материала) показана на рис. 6,а. На ней, как и при растяжении, обнаружи-

13

вается прямолинейный начальный участок, площадка текучести и участок упрочнения. Довести образец до разрушения и, следовательно, найти предел прочности при сжатии не удается из-за роста поперечных размеров образца. Цилиндр сминается в диск. Вследствие трения между плитами пресса и образцом он принимает бочкообразную форму.

Пределы пропорциональности и пределы текучести при растяжении и сжатии близки. Близки и очертания диаграмм, включая значительную часть участков упрочнения. Обычно считают, что малоуглеродистая сталь одинаково сопротивляется растяжению и сжатию.

Иначе ведут себя образцы из хрупких материалов, например каменные материалы, древесина, чугун (рис. 6,б). Диаграммы сжатия их

ловий испытания (рис. 7). Так, чугунный образец скалывается по плоскости, наклоненной к оси под углом, близким к 45°. Это дает ос-

Рис. 6. Диаграммы сжатия:

а – пластичный материал; б – хрупкий материал

14

Рис. 7. Образцы для испытание на сжатие:

а– образец до испытания;

б– образец их пластичного материала после испытания;

в– образец их хрупкого материала после испытания

Алгоритм выполнения работы

хрупкого материала σu = F u /А0.

Контрольные вопросы и задания

1.Назовите механические характеристики материалов, определяемых при испытании на сжатие.

2.Как определяется размер образцов для испытаний?

15