МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению лабораторных работ УИМ 20

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по выполнению лабораторных работ
на учебной испытательной машине УИМ 20
Лабораторная работа №1
Испытание на растяжение.
1. Цель работы. Экспериментальные определения механических харак-
σт, предел прочности σв, истинного
сопротивления разрыву Sk, относительного удлинения σ и относительного
теристик материалов: предел текучести
сужения Ψ после разрыва.
2. Характеристика лабораторной установки. Для определения механических характеристик материалов используется испытательные машины. При
проведении испытаний должны соблюдаться следующие основные условия:
качественное центрирование образца в захватах испытательной машины;
плавность нагружения; скорость перемещения активного захвата при испытании до предела текучести не более 0,1, за переделом текучести – не более
0,4 длины расчетной части образца, выраженная в мм/мин; возможность приостанавливать нагружение с точностью до одного наименьшего деления
шкалы силоизмерителя; плавность разгружения.
3. Краткие теоретические сведения. При испытании на растяжение образец определенной формы и размеров (рис 1.1) из исследуемого материала
прочно закрепляется своими концами (головками) в захватах испытательной
машины и подвергается непрерывному, плавному деформированию до разрушения. При этом регистрируется зависимость между растягивающей
нагрузкой и удлинением расчетной части образца в виде диаграммы растяжения образца. Для испытаний на растяжение применяют стандартные образцы по ГОСТ 1497-84, который предусматривает семь типов образцов.
Один из типов предоставлен на рис 1.1.
Рис. 1.1 Эскиз образца.
Здесь
– диаметр расчётной части образца,
- длина расчётной части образца
- длина рабочей части образца
Должно соблюдаться соотношение
Отношение
к
предусматривает
должно быть строго определенным. ГОСТ 1497-84
= 10 или
=5.
Диаграммы растяжения образцов малоуглеродистой стали (C 0,3%),
конструкционной стали (C 0,35%) и серого чугуна приведены на рис. 1.2а,
1.2б, 1.2в.
а
б
в
Рис. 1.2 Диаграммы растяжения образцов:
а – низкоуглеродной стали
б – конструкционной стали
в – серого чугуна
Рассмотрим более подробно диаграммы растяжения образца из низкоуглеродистой стали (рис. 1.3)
Рис. 1.3. Диаграмма растяжения образца из низкоуглеродистой стали.
Начальный участок диаграммы – прямая, т.е. между усилием F и удлинением
прямая пропорциональная зависимость – образец подчиняться закону Гука. В точке A диаграммы закон Гука нарушается. Зависимость между
усилием и удлинением становится нелинейной. На диаграмме имеется горизонтальный участок (участок БВ), называемый «площадкой текучести». В
этой стадии испытания образец удлиняется (деформируется) практически
при постоянном усилии. Это явление называется «текучестью» и происходит
во всем объеме рабочей части образца. В точке В «площадка текучести» заканчивается и начинается «участок упрочнения», В конечной точке Д этого
участка достигается максимальное усилие, которое может воспринять образец. Далее начинается участок «разрушения» или «участок местной текучести». На образце появляется местное утонение («шейка»). Диаметр «шейки»
уменьшается по мере деформирования образца и образец разрывается по
наименьшему сечению «шейки».
Если при испытании на растяжение нагружение приостановить, например, в точке Г диаграммы, и осуществить разгружение образца, то окажется,
что диаграмма разгружения и диаграмма предыдущего нагружения не совпадают. Линия разгружения почти прямая, параллельная начальному линейному участку диаграммы растяжения образца. Такой характер деформирования
образца при его разгружении называется законом разгрузки, который, следовательно, заключается в не совпадении законов нагружения и разгружения и
прямой пропорциональной зависимости между уменьшением усилия и
уменьшением накопленного ранее ( при нагружении) удлинения.
Если
осуществить повторное нагружение, то диаграмма до точки Г будет совпадать с линией разгружения, а затем будет совпадать с диаграммой растяжения образца при однократном нагружении.
Такой характер деформирования называется законом повторного
нагружения и заключается в прямой пропорциональной зависимости приращения усилия и приращения удлинения, которая сохраняется до усилия, достигнутого при первичном нагружении.
Если осуществить разгружение образца в пределах участка 0А, то законы нагружения, разгружения и повторного нагружения совпадают.
Удлинение образца при его деформировании за пределы точки А диаграммы складывается из упругого удлинения, подчиняющегося закону Гука,
и пластического удлинения (рис. 1.3), т.е.
Где
- полное удлинение расчетной части образца,
– упругое удлинение расчетной части образца,
- пластическое удлинение расчетной части образца.
При разгружении образца, получившего упругое и пластическое удлинение, упругое удлинение уменьшается, а пластическое сохраняется неизменным.
Диаграмма растяжения образца позволяет оценить поведение материала образца в упругой и упруго-пластической стадиях деформирования, определить механические характеристики материала.
Для получения численно сопоставимых между собой механических характеристик материалов диаграммы растяжения образцов перестраивают в диаграммы
растяжения материалов, т.е. в зависимости между напряжением и деформацией.
Полагают, что в расчетной части образца напряжение
σ=
Где F – сила, действующая на образец;
– первоначальная площадь поперечного сечения образца в расчетной
части;
А деформация в расчетной части образца
Где
- удлинение расчетной части образца, соответствующее нагрузке
F.
Диаграмма растяжения материала, полученная при этих условиях (без
учета изменения размеров расчетной части образца) называется условной диаграммой растяжение материала, в отличие от действительной диаграммы растяжения, которую получают с учетом изменений размеров образца.
Диаграмма растяжения материалов зависит от его структуры, условий
испытаний ( температуры, скорости деформирования, радиации).
Для низкоуглеродистой стали диаграмма растяжения приведена на
рис.1.4.
Рис.1.4. Диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали
В пределах участка 0А диаграммы соблюдается закон Гука, т.е. σ=Е•
Коэффициент пропорциональности Е называется модулем упругости 1-го
рода. Он характеризует сопротивление материала упругим деформациям. Эта
величина является постоянной упругости материала.
Закон Гука нарушается в точке А диаграммы. Ордината этой точки имеет
особое наименование – предел пропорциональности.
Пределом пропорциональности σпц называется наибольшее напряжение,
до которого справедлив закон Гука. Но воспользоваться этим определением предела пропорциональности для практического вычисление его значения, по существу, невозможно. Поэтому вводится понятие условного ( технического) предела
пропорциональности . Его оценивают как условное напряжение, при котором
отступление от прямопропорциональной зависимости между напряжением и
деформацией достигает определенной величины.
Условным (техническим) пределом пропорциональности называется
напряжение σпц, при котором тангенс наклона касательной к кривой σ в 1.5
раза больше тангенса угла наклона линейного участка этой диаграммы. В приведенном определении речь идет об угле к оси напряжений (рис.1.5.)
Рис.1.5. Определение предела пропорциональности б.
При некотором превышение предела пропорциональности все деформации продолжают оставаться упругими, т.е. полностью исчезающими, если
напряжение снизить до нуля.
Наибольшее напряжение, до которого все деформации в материале упругие, называется пределом упругости. На практике пользуются условным пределом упругости.
Площадке текучести диаграммы растяжения низкоуглеродистой стали
соответствует напряжение , называется пределом текучести.
Пределом текучести (физическим) называется напряжение, при котором материал начинает интенсивно накапливать остаточные (пластические) деформации, причем этот процесс идет при почти постоянном напряжении.
В случае отсутствия площадки текучести (диаграммы растяжения большинства материалов) вводят понятие условного ( технического) предела текучести.
Условным (техническим) пределом текучести σ 0.2 называется напряжение, при котором остаточная (пластическая) деформация составляет 0,2%
Условный предел текучести σ0,2 определяется с применением закона
разгрузки и повторного нагружения (рис.1.6)
Рис.1.6.Определение условного предела текучести σ 0,2
Указанные на рис.1.5 и 1.6. построения с целью определения σпц и σ 0,2
можно выводить на диаграмму F
, которая является первичным результатом
испытаний на растяжение. Посредствам диаграммы F
можно найти Fпц и F0.2
, т.е. нагрузки, соответствующие пределам пропорциональности и текучести.
Участок ВД диграммы растяжения материала имеет максимум в точке Д.
Ордината этой точки называется условным пределом прочности (временным
сопротивлением) Эту механическую характеристику материала можно найти по
диаграмме растяжения образца:
=
Для материалов, находящихся при данных условиях в пластичном состоянии, предел прочности б не равен действительному напряжению в материале
образца, т.к. к моменту достижения
площадь поперечного сечения образца
существенно уменьшается.
До образования «шейки» (точка Д диаграммы) деформация расчетной части образца равномерная и состоит из упругой (обратимой) и пластической
(остаточной). Напряженное состояние – одноосное. Рис. 1.7.
Рис.1.7. Распределение деформаций рабочей части образца до образования «шейки»
На конечном участке деформирования (после возникновения шейки) деформация развивается только в шейке, в остальной части образца она перестает
увеличиваться. Деформация в шейке неоднородная, имеет высокий градиент
вдоль оси образца (рис.1.8). Напряженное состояние также становится неоднородным , кроме того, оно изменяется качественно – становится трехосным.
Внутри шейки напряженное состояние – 3-осное растяжение.
Рис. 1.8
Образец разрывается по наименьшему поперечному сечению шейки при
напряжении, существенно превышающем предел прочности. Это напряжение
называется истинным сопротивлением разрыву
Где
сила, при которой образец разрывается,
наименьшая площадь поперечного сечения образца после раз-
рыва.
Пластические свойства материалов оцениваются двумя характеристиками:
1) Относительным удлинением после разрыва
σ=
где
100% ,
длина расчетной части образца после разрыва,
длина расчетной части образца до испытания.
2)относительным сужением после разрыва
100% ,
Где,
пытаний,
площадь поперечного сечения расчетной длины образца до иснаименьшая площадь поперечного сечения образца после разрыва.
Методика определения механических характеристик материалов, имеющих диаграммы растяжения, отличные от диаграммы растяжения низкоуглеродистой стали, остается без изменений.
4. Порядок выполнения лабораторной работы
4.1. Проведение эксперимента.
Измерить штангенциркулем диаметр и длину расчетной части образцов.
Записать эти размеры в таблицу лабораторного журнала.
Установить образец в захваты испытательной машины и осуществить испытание, предварительно ознакомившись с описанием применяемой испытательной машины. В процессе испытаний записать диаграммы растяжения образцов. Измерить диаметр шейки и длину расчетной части образца после его
разрушения.
4.2. Обработка результатов эксперимента.
На диаграммах растяжения образцов найти точки, соответствующие пределам пропорциональности, текучести и прочности, используя их определения,
Записать координаты этих точек в таблицу.
Вычислить пределы пропорциональности, текучести и прочности, а также
характеристики деформационных свойств материалов, записав их в таблицу лабораторного журнала.
Построить диаграммы растяжения материалов.
Сопоставить свойства различных материалов при растяжении.
Лабораторная работа №2
Испытание на сжатие образцов материалов
1. Цель работы. Экспериментальные определения механических характеристик материалов: предела пропорциональности
предел прочности.
σпц, предел текучести σт, и
2.Характеристика лабораторной установки. Для испытаний на сжатие
применяют универсальные испытательные машины.Условия, которые должны
соблюдаться при испытании на сжатие, те же, что и при испытании на растяжение (см. работу 1), но предъявляются более высокие требования к центрированию образца.
3.Краткие теоретические сведения.При испытание на сжатие образец
стандартной формы и размеров из исследуемого материала помещается в приспособлении, установленном на испытательной машине, и подвергается непрерывному, плавному деформированию до заданного значения деформации или
до разрушения. При этом регистрируется зависимость между сжимающей силой F и укорочением расчетной высоты
образца в виде диаграммы сжатия
образца. Диаграмма сжатия образца позволяет оценить поведение материала
образца в упругой и упругопластической стадиях деформирования и определить характеристики механических свойств материала.
Испытание проводится по ГОСТ 25.503. Применяются цилиндрические
образцы четырех типов: три типа образцов с гладкими торцами и один – с выточками на торцах. Тип образцов выбирают в зависимости от определяемых характеристик. Для испытаний на сжатие используется, как правило, короткие
образцы с отношением высоты к диаметру в пределах 1:3. Применение высоких
образцов недопустимо, т.к. такие образцы будут не только сжиматься, но и изгибаться.
Образцы должны быть тщательно изготовлены, в особенности соблюдены
жесткие допуски на перпендикулярность оси образца к его торцам. Торцы образца должны быть тщательно шлифованы (рис.2.2.).
Испытание на сжатие широко используется для определения механических характеристик малопластичных материалов, например, чугунов, инструментальных сталей, керамики и т.п.
Испытание на сжатие имеет характерные особенности, существенно отличающие его от испытания на растяжение:

Образцы из пластичных материалов не разрушается, получая значительную деформацию, превосходящую деформацию при разрыве в условиях
растяжения;

Результаты испытаний образцов на сжатие существенно зависят от
отношения высоты образца к его диаметру;

На предел прочности и характеристики пластично заметно влияют
силы трения на опорных торцах образца;
В процессе нагружения образца сжимающими силами его высота уменьшается, а диаметр увеличивается, причем по высоте образца его диаметр увеличивается не равномерно. Это приводит к существенному изменению формы –
образец становится бочкообразным. Бочкообразность при сжатии возникает из-
за трения между контактирующими сжимаемого образца и приспособления,
трение препятствует поперечной деформацией образца (рис.2.3.)
Рис.2.3. Деформация образца из пластичного материала при сжатии.
Так как ограничение деформации может распространяться конусообразно
до оси образца (рис.2.4.), пластическая деформация при сжатии, по существу,
ограничена областью, лежащей за пределами этого конуса.
Рис. 2.4. Основные зоны в сжимаемом образце
Напряженное состояние в образце при развитой бочкообразности не одноосное и неоднородное. Учесть эту неоднородность при обработке результатов испытаний на сжатие не представляется возможным, поэтому принимают,
что по всему объему образца напряженное состояние однородное и одноосное.
Таким образом
,
Где
- нормальное напряжение в поперечном сечении,
F – сила, действующая на образец,
начальная площадь поперечного сечении.
Для того, чтобы действительное напряженное состояние в образце соответствовало принятому, необходимо уменьшить или исключить силы трения.
Это достигается введением смазки на торцах образца (рис.2.5.) или созданием
конических торцевых поверхностей с углом, равным углу трения между соприкасающимися поверхностями образца и приспособления (рис.2.6.)
Рис. 2.5.Цилиндрический обра-
Рис. 2.6. Цилиндрический образец с
зец с полостями на торцах.
коническими торцами: а – сплошной
б – полый.
Можно сочетать приведенные приемы борьбы с силами трения. В качестве смазки применяют вазелин, парафин, парафинированную бумагу, тефлон и
др.
Полностью устранить силы трения между контактирующими поверхностями в процессе испытаний на сжатие не удается. В этом заключается принципиальный недостаток.
Чем меньше отношение высоты образца к его диаметру, тем большее
влияние оказывает трение на результаты испытаний. С этих позиций следовало
бы проводить испытания с применением возможно более длинных образцов.
Однако, при сжатии длинных образцов трудно избежать их изгиба. Оптимальным для цилиндрических образцов является отношение
= 1:3
Диаграмму сжатия материала получают тем же способом, что и диаграмму растяжения. Методика определения механических характеристик материала,
таких как предел пропорциональности и предел текучести, полностью соответ-
ствует методике определения этих характеристик при испытании на растяжение
(см. работу №1)
При определении характеристик сопротивления упругим и малым упругопластическим деформациям используются удлиненные образцы с соотношением
= 4:8
В этом случае для измерения деформации должны применяться тензометры, устанавливаемые на расчетной длине образца, причем база тензометра
должна быть меньше полной высоты образца на величину, равную
(0.5:1)
Предел прочности низкоуглеродистой стали при сжатии установить не
удается, так как образец из такого материала сплющиваться, оставаясь сплошным, т.е. не разрушается.
Диаграмму сжатия материала получают из диаграммы сжатия образца,
при этом принимают
=
,
=
.
Диаграмма сжатия низкоуглеродистой стали (рис.2.7.) на участке ОГ
практически совпадает с диаграммой растяжения этого материала. На диаграмме сжатия отсутствует точка, соответствующая пределу прочности, поэтому
предел прочности установить невозможно. Испытания на сжатие материала,
находящегося в пластичном состоянии, прекращают при деформации, примерно равной 50%.
Рис. 2.7. Диаграмма сжатия низкоуглеродистой стали.
Условные пределы пропорциональности σпц и текучести σ0.2 определяются тем же методом, что и при растяжении (см. раб №1).
Серый чугун в нормальных условиях находится в пластичном состоянии,
диаграмма сжатия серого чугуна приведена на рис 2.8.
Рис.2.8.
Строго говоря, на диаграммах растяжения и сжатия серого чугуна, где соблюдается закон Гука.
4. Порядок выполнения лабораторной работы
4.1 Проведение эксперимента.
Измерить штангенциркулем диаметр и длину образцов, записать их размеры в лабораторный журнал. Установить образец в приспособление, которое
предохраняет персонал от осколков образцов хрупких материалов при разрушении. Провести испытания, предварительно ознакомившись с описанием
применяемой испытательной машины. В процессе испытаний записать диаграмму сжатия образца. При испытании образца из пластичного материала испытания прекратить, достигнув деформации, равной 50%, при испытании образца из хрупкого материала испытания прекратить после разрушения. Измерить диаметр и длину образца после испытаний.
4.2. Обработка результатов эксперимента.
На диаграммах сжатия образцов найти точки, соответствующие пределам
пропорциональности, текучести и прочности, используя их определения, приведенные в работе №1. Записать координаты этих точек. Вычислить пределы
пропорциональности, текучести и прочности. Построить диаграммы сжатия материалов. Сопоставить свойства различных материалов при сжатии.
Лабораторная работа №3
Испытание на срез
1.
Цель работы: экспериментальное определение предела среза
2.
Характеристика лабораторной установки. Для испытаний на срез
используется разрывные или универсальные испытательные машины, оснащенные специальными приспособлениями, обеспечивающие испытания по
схеме одиночного или двойного среза. Наиболее широко используется схема
двойного среза.
3.
Краткие теоретические сведения. При испытании на срез цилиндрический образец плотно вставляется в приспособление (рис.3.1.) и нагружается до разрушения.
приспособление
образец
Рис. 3.1. Схема испытаний на двойной срез
Испытание образцов металлов на срез воспроизводит условия работы металла в заклепках. Данные этих испытаний используются для выбора допускаемых напряжений при условных расчетах на прочность заклепочных и болтовых
соединений. На результаты испытаний на срез влияют: абсолютный размер образца, ширина опорных поверхностей деталей приспособления, зазоры между
образцом и деталями приспособления, поэтому необходимо унифицировать
условия этого испытания. Поэтому напряженное состояние металла в местах
среза оценивают условно касательными напряжениями, распределение которых
по сечению среза принимается равномерным. Величину этих условных напряжений рассчитывается по формуле (двойной срез)
=
,
Где
касательное напряжение в плоскости среза,
- максимальное значение среза общей силы
A=
4. Порядок выполнения работы
Цилиндрический образец диаметром вставляется в отверстия, которые
выполнены во вкладышах, изготовленных из закаленной стали (твердость не
менее 5860 НКС). Остальные сегменты приспособления могут быть выполнены
из низкоуглеродистой стали. Нагружаем приспособление и образец, записывая
диаграмму F вплоть до разрушения образца (разделения его на части). В качестве силы
следует взять наибольшее значение силы, которую выдержит
образец. Затем вычисляем предел прочность материала при срезе = .
Лабораторная работа № 4
Испытание образцов материалов на изгиб.
1.
Цель работы. Экспериментальное определение предела пропорциональности, предела текучести пластичного материала и предела прочности
хрупкого материала при изгибе.
2.
Характеристика лабораторной установки. Для проведения испытаний образцов на изгиб применяются универсальные испытательные машины,
оснащённые приспособлением, на котором устанавливается образец и осуществляется нагружение по одной из применяемых схем.
3.
Краткие теоретические сведения. Испытание на изгиб находит широкое применение для исследования механических свойств материалов, находящихся в малопластичном и хрупком состоянии.
Образцы круглого или прямоугольного поперечного сечения устанавливаются на две неподвижные шарнирные опоры и нагружаются силами, перпендикулярными оси образца. Применяются две схемы нагружения. Первая схема
представлена на рис. 4.1 («трёхточечный» изгиб).
Рис. 4.1. Нагружение образца по схеме «трёхточечного» изгиба и эпюра
изгибающего момента
.
Сила F приложена в середине пролёта (посередине расстояния между
опорами). Изгибающий момент переменной по оси образца, наибольшее его
значение в среднем сечении образце равное
=
Вторая схема представлена на рис.4.2 («четырехточечный изгиб»)
Рис. 4.2. Пагружение образца по схеме «четырёхточечного» изгиба и
эпюра изгибающего момента.
Силы
приложены на одинаковых расстояниях, а от опор в среднем
участке образца длинной , реализуется «чистый изгиб». Наибольшее значение
изгибающего момента возникает в среднем участке образца равное
В изгибаемом образце создается неоднородное напряженное состояние,
что приводит к значительным трудностям при оценке механических свойств
материалов при изгибе.
Испытание на изгиб обычно сопровождается измерением прогиба f
испытуемого образца, чаще всего посередине пролета , т.е. наибольшего прогиба. Процесс испытания на изгиб регистрируется в виде диаграммы изгиба в
координатах « нагрузка F – прогиб f»
3.1.
Испытание на изгиб пластичных материалов.
Для испытания на изгиб материалов, находящихся в пластичном состоянии, применяют образцы прямоугольного поперечного сечения. (рис.4.3)
Рис. 4.3. Эскиз образца.
Размеры образца: b=10мм, h=8мм, длина
10h
Диаграмма изгиба для пластичных материалов имеет вид, представленный на рис.4.4.
Рис. 4.4. Диаграмма изгиба образца из пластичного материала.
На участке ОА соблюдается закон Гука, т.е. максимальное нормальное
напряжение
=
Где
,
- изгибающий момент в сечении образца;
- момент сопротивления сечения образца изгибу.
Момент сопротивления изгибу зависит от формы поперечного сечения и
для прямоугольного
=
.
Ордината точки А диаграммы изгиба соответствует пределу пропорциональности материале при изгибе, который можно определить: трехточечный изгиб
=
;
Четырехточечный изгиб
=
При малой пластической деформации, которая соответствует, например,
пределу текучести (точке Б диаграммы), можно использовать соотношения для
нормальных напряжений соответствующих упругому состоянию материала.
Для трехточечного изгиба
Для четырехточечного изгиба
=
,
=
,
Где
- сила соответствующая пределу текучести с допуском на пластическую деформацию равном 0,2%.
Образцы из пластичных материалов при испытании на изгиб не разрушается, получая значительные пластические деформации, поэтому для этих материалов предел прочности при изгибе не устанавливается.
3.2 Испытание на изгиб хрупких материалов.
Испытание на изгиб имеет существенное значение для материалов,
находящихся в малопластичном и хрупком состоянии (чугун, инструментальные стали, керамика, твердые сплавы и т.п.)
Эти материалы разрушаются при изгибе почти без остаточной (пластической) деформации, т.е. диаграмма изгиба для таких материалов имеет вид
(рис.4.5)
Рис. 4.5. Диаграмма изгиба малопластичного или хрупкого материала.
При определении механических характеристик этих материалов при испытании на растяжение возникают значительные трудности, связанные с высокой чувствительностью этих материалов к неизбежной несоосности закрепления образца в захватах испытательной машины. Перекос образца из хрупкого
материала при одноосном растяжении делает результаты испытания неустойчивыми, с большим разбросом. Кроме того затрудненно изготовление из таких
материалов образцов сложных формы. Форма образцов, применяемых при изгибе, просты.
Для определения механических характеристик этих материалов при изгибе можно пользоваться формулами:
Трехточечный изгиб
=
;
=
,
=
,
Четырехточечный изгиб
=
;
=
4.
;
=
,
Порядок выполнения лабораторной работы.
4.1
Измерить размеры поперечного сечения образца с точностью 0,1мм
4.2
Установить образец на неподвижные шарнирные опоры
4.3 Выбрать зазоры между образцом и элементами используемого приспособления.
Нагрузить образец небольшой нагрузкой (не более 50-100Н)
4.4
4.5
прогибо
Обнулить показания силоизмерителя испытательной машины и
4.6
Включить привод машины и деформировать образец со скоростью
не более 4…5
.
4.7 Испытания проводить до определенного значения прогиба f или до
разрушения образца или хрупкий материал.
4.8 Найти на диаграмме изгиба точки А и Б (пластичный материал) и
А,Б и В ( малопластичный и хрупкий материалы) используя зависимость для
предела текучести (точка Б)
= 0,002
- трехточечный изгиб, прямоугольное сечение.
4.9 Отложить на диаграмме изгиба по оси f значение прогиба и, проведя через полученную точку прямую, параллельному начальному линейному
участку диаграммы, получить точку Б, соответствующую пределу текучести
материала при изгибе.
4.10 Предел текучести материала при изгибе
=
– трехточечный изгиб,
Условный передел текучести пластичного материала вычислен без учета
пластических деформаций, возникших после перехода от упругого состояния к
упругопластическому, поэтому предел текучести
больше
(при растяжение примерно на 15-20% выше)
Лабораторная работа № 5
Технологическая проба на изгиб.
Цель работы. Качественная оценка пластичности материала.
Характеристика лабораторной установки. Для проведения этого испытания применяются универсальные испытательные машины, оснащённые приспособлениями, обеспечивающими изгиб образца.
Краткие теоретические сведения.
Этот вид технологической пробы широко применяется для полуфабрикатов пластичных металлов в виде листов, полос и т.п.
Образец устанавливается на две неподвижные опоры и нагружается в середине пролёта посредством закруглённой по определённому радиусу R оправки (Рис. 5.1).
оправка
образец
Рис. 5.1. Схема установки и нагружения образца при технологической
пробе на изгиб.
На рис. 5.1. показано положение образца и частей испытательной машины в начале испытаний.
Применяются наиболее широко образцы прямоугольного поперечного
сечения (Рис. 5.2).
Рис. 5.2. Эскиз образца.
Состояние образца в изогнутом состоянии показано на рис. 5.3. (угол изгиба …90..) и на рис. 5.4. (угол изгиба равен 180…). Проба на изгиб не сопровождается измерением действующих на образец сил.
оправка
образец
Рис. 5.3. Состояние образца при α= 90 . Посредством угла изгибахарактеризуют пластичность или хрупкость материала.
оправка
образец
Рис. 5.4. Состояние образца при
α =180 .
Изгиб образца происходит около закруглённого конца оправки радиуса R.
Проба проводится до появления в растянутой зоне образца трещины или до заданного максимального угла изгиба .
Возможно сравнение пластичности разных материалов только качественно, без какой-либо количественной оценки характеристик пластичности.
Эта проба широко используется в промышленности при приёмке полуфабрикатов в виде листов, а также оценки качества сварных швов.