Материал: Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований
кнопку «Measure Strain» (замер расстояния между метками). В полях «Gauge Length» осевой и поперечной деформации появятся значения начального расстояния между нанесенными на образец метками.
Значения первоначальных расстояний между метками следует занести в табл. 5.1, в графы «Расстояние между метками l1 в продольном направлении» и «Расстояние между метками l2
в поперечном направлении».
Все действия, связанныескалибровкой AVE, выполняются инженером, обслуживающимданнуюиспытательнуюсистему.
II. «Создание» метода испытания на растяжение
Для создания метода проведения испытания на растяжение в программе Bluehill выполнить следующие действия:
1.Запустить программу Bluehill, создать новый метод испытания на растяжение.
2.На вкладке «Общие» (рис. 5.1) из списка доступных пунктов выбрать пункт «Основная схема». Выбрать схему с двумя графиками, расчетами и образцами.
Рис. 5.1. Вкладка «Общие» создания метода испытания – окно настройки схемы испытаний
116
3.На вкладке «Образец» выбрать пункт «Размеры», на экране появится окно, представленное на рис. 5.2.
В открывшемся окне выбрать прямоугольную геометрию
изадать размеры основных геометрических параметров – ширина, толщина и длина. Размеры записываются из таблицы «Результаты замеров образцов».
4.На вкладке «Управление» выбрать пункт «Испытание», на экране появится окно, представленное на рис. 5.3.
Рис. 5.2. Вкладка «Образец» создания метода испытания – окно настройки формы и размеров образца
Рис. 5.3. Вкладка «Управление» создания метода испытания – окно настройки параметров испытаний
117
В открывшемся окне во вкладке «Режим управления 1» выбрать параметр «Осевая деформация (Видео)». Значение «Коэффициент 1» отображает скорость перемещения траверсы (при выполнении данной работы рекомендуется задать скорость
5 мм/мин). В пункте «Предварительное испытание» отметить галочкой параметр «Автобалансировка», из доступных каналов выбрать канал «Осевая деформация (Видео)». В пункте «Конец испытания» установить значение параметра «Чувствительность (%)» 60 % и выбрать действие «Остановить». В пункте
«Деформация» для параметра «Источник деформации при растяжении» выбрать «Осевая деформация (Видео)».
5.На вкладке «Расчеты» из доступных вычислений выбрать
«Максимальную нагрузку при растяжении», «модуль Юнга». На вкладке «График 1» в пункте «Тип» выбрать «С множеством об-
разцов», при этом количество кривых указать «1». В пункте «Данные по оси Х» установить канал «Удлинение» в миллиметрах, «Масштабирование» – «автоматическое». В пункте «Ось Y» установить канал «Нагрузка» в кН, «Масштабирование» – «авто-
матическое». На вкладке График 2 в пункте «Тип» выбрать «Смножеством образцов», при этом количество кривых указать «1». В пункте «Данные по оси Х» установить канал «Осевая де-
формация (Видео)» в процентах, «Масштабирование» – «автоматическое». Впункте «Ось Y» установить канал «Напряжение при растяжении» в МПа, «Масштабирование» – «автоматическое».
6.Сохранить созданный метод испытания под именем
«Лабораторный практикум. Растяжение».
Подготовка образцов к проведению испытаний заключается в нанесении меток в рабочей области, необходимых для точного определения деформации материала в процессе испытания. Метки наносятся перманентным маркером по стандартному трафарету и для плоских образцов имеют круглую форму диаметром 4 мм.
118
III. Проведение испытания и обработка результатов
1.Открыть программу Bluehill, выбрать вкладку «Испытание», задать имя выборки «Растяжение. Лаб. раб.» и место расположения результатов эксперимента.
2.Из списка доступных методов выбрать созданный ранее метод испытания «Лабораторный практикум. Растяжение».
3.Нажать на панели инструментов кнопку «Выполнить», после чего подвижный захват начнет движение. При необходимости остановки эксперимента нажать кнопку «Остановить».
4.После завершения эксперимента все данные сохраняются в указанной ранее директории. Посредством программ Excel, MathCAD и других обработать полученные экспериментальные данные. Для расчета предела прочности используют формулу
σB = |
|
Pmax |
, |
(5.1) |
|||
|
|
|
|
||||
|
|
F0 |
|
||||
где Pmax – максимальная нагрузка, F0 |
– площадь поперечного се- |
||||||
чения в начальный момент времени. |
|
||||||
Коэффициент Пуассона определяется как отношение по- |
|||||||
перечных деформаций к продольным: |
|||||||
|
ε′ |
|
|
|
|||
ν = |
|
, |
(5.2) |
||||
ε |
|||||||
|
|
|
|
||||
где ε′ – относительная поперечная |
деформация; ε – относи- |
||||||
тельная продольная деформация.
Способность материала сопротивляться деформированию в упругой области определяется модулем упругости E, который
пропорционален тангенсу угла наклона α линейного |
участка |
||
к горизонтальной оси диаграммы, т.е. по закону Гука |
|
||
E = |
Pl0 |
= tgα , |
(5.3) |
|
|||
|
∆ lF0 |
|
|
где P – нагрузка, F0 – площадь поперечного сечения образца.
119
5. По результатам выполнения экспериментов заполнить табл. 5.2.
Таблица 5 . 2
Результаты выполнения экспериментов
№ |
Номеробразца |
Модульупругости, |
Пределпрочности, |
Коэффициент |
п/п |
(маркировка) |
ГПа |
МПа |
Пуассона |
1 |
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
5.2. ИСПЫТАНИЕ НА КРУЧЕНИЕ
Цель работы
Знакомство с методикой проведения испытаний на кручение. Определение модуля сдвига и предела прочности материала при чистом сдвиге.
Объект исследования
Тонкостенные трубчатые образцы (эскиз представлен на рис. 5.4).
Испытательная установка
Испытания на кручение проводятся на универсальной двухосевой испытательной системе Instron 8850 с использованием двухосевого экстензометра.
Рис. 5.4. Эскиз тонкостенного трубчатого образца для испытаний на кручение
120