начальная площадь поперечного сечения образца (3 видео)

Содержание

Организация и выполнение экспериментально-теоретических исследований в курсе сопротивления материалов (стр. 2 )
Рекомендации по методике определения относительного равномерного удлинения строительных сталей при испытании на растяжение
ПРЕДИСЛОВИЕ
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИНОВ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
2. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦА
3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО РАВНОМЕРНОГО УДЛИНЕНИЯ
Приложение
Пример определения относительного равномерного удлинения
Испытание материалов на растяжение
💡 Видео

Видео:Определение центра тяжести сложных сечений. Фигуры из ГОСТ.Скачать

Организация и выполнение экспериментально-теоретических исследований в курсе сопротивления материалов (стр. 2 )

начальная площадь поперечного сечения образца

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Рис. 1.5. Основные размеры цилиндрических образцов

Рабочая длина образца ℓ – часть образца с постоянной площадью поперечного сечения между его головками или участками для захвата.

Начальная расчётная длина образца ℓ0 – участок рабочей длины образца между нанесёнными метками до испытания, на котором определяется удлинение.

Конечная расчётная длина образца ℓк – расчётная длина после разрыва образца.

Начальный диаметр образца d0 – диаметр рабочей части цилиндрического образца до испытания.

Диаметр образца после разрыва dк – минимальный диаметр рабочей части цилиндрического образца после разрыва.

Начальная площадь поперечного сечения образца A0 – площадь поперечного сечения рабочей части образца до испытания.

Площадь поперечного сечения образца после разрыва Aк – минимальная площадь поперечного сечения рабочей части образца после разрыва.

Для испытания на растяжение применяют цилиндрические образцы диаметром 3 мм и более (до 25 мм). Основными считают образцы диаметром 10 мм. В цилиндрических образцах должно быть выдержано соотношение между расчётной длиной образца ℓ0 и его диаметром до испытаний d0: у длинных образцов ℓ0 = 10d0, у коротких ℓ0 = 5d0. Применение коротких образцов предпочтительнее. Эти соотношения можно выразить в несколько иной форме. Учитывая соотношения между площадью A0 и диаметром d0

. ,

получим для длинных образцов , (1.10)

а для коротких образцов . (1.11)

Плоские образцы применяют толщиной 0,5 мм и более (до 25 мм). Для сопоставимости результатов испытаний образцов с круглой и некруглой формами поперечного сечения длину последних вычисляют, используя соотношения (1.10) и (1.11).

Форма и размеры головок образцов определяются в основном конструкцией зажимных приспособлений, применяемых испытательных машин. Несколько вариантов их приведены в ГОСТе 1497-84. Там же представлены требования к предельным отклонениям по размерам рабочей части образцов.

Чтобы исключить влияние головок на характер распределения напряжений в пределах расчётной длины образца, его рабочая длина ℓ должна превышать расчётную ℓ0 на 1…2 диаметра (принцип Сен-Венана, изложенный им в 1853 г.: в сечениях, достаточно удалённых от мест приложения сил, напряжения практически не зависят от способа нагружения). Поскольку на результаты испытаний оказывает влияние состояние поверхности образца, ГОСТ 1497-84 накладывает ограничения на режимы механической обработки и шероховатость поверхности.

Испытательные машины, измерительные приборы

Для испытаний применяют разрывные машины[8] с механическим или гидравлическим приводом. Принцип работы и основные элементы испытательных машин любого типа следующие. Подвижная траверса 1 (рис. 1.6) с закреплённым на ней активным захватом 2, перемещаясь вниз, создаёт в образце 3 усилие растяжения F, которое передаётся через пассивный захват 4 силоизмериРабота силоизмерителя основана либо на отклонении маятника-противовеса через систему рычагов[9], либо (как показано на рисунке) на методе тензометрии. Нагрузка отсчитывается по шкале 6 силоизмерителя. На диаграммном аппарате 7 автоматически вычерчивается машинная диаграмма. Привод диаграммного аппарата осуществляется либо механической передачей от стрелки силоизмерителя (координата F) и перемещения подвижной траверсы (координата ∆ℓ), либо, как показано на рисунке, средствами электроники: силоизмеритель, тензометр 8 → усилители → электродвигатели → перо самописца. На станине 9 крепятся электропривод машины, перечисленные выше узлы, а также органы управления.

Измерительные приборы: штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм, микрометр с ценой деления 0,01 мм, тензометр с ценой деления 0,002 мм для определения предела пропорциональности и предела упругости и 0,02 мм для определения предела текучести.

Рис. 1.6. Схема испытательной машины

Подготовка и проведение испытаний.

При вычислении скорости перемещения захвата во время подготовки испытания необходимо ориентироваться на ограничения, накладываемые ГОСТом 1497-84 на скорость нагружения и скорость относительной деформации. Они зависят не только от скорости перемещения захвата, но и от податливости испытательной машины и образца (длины, площади поперечного сечения, модуля упругости материала).

Для нахождения характеристик сопротивления малым пластическим деформациям (предела текучести, предела упругости), определяемых по участку диаграммы в непосредственной близости к упругому 0А (см. рис. 1.1 и 1.2), скорость нагружения задаётся в единицах [напряжение/время]: V = 1…30 МПа/с.

Видео:Основы Сопромата. Геометрические характеристики поперечного сеченияСкачать

ПРЕДИСЛОВИЕ

При работе стали в конструкциях характеристика относительного равномерного удлинения играет важную роль для оценки способности металла пластически деформироваться. Эта характеристика имеет большее значение, чем нормируемое в настоящее время полное относительное удлинение согласно ГОСТ 1497-73. До настоящего времени для определения равномерного относительного удлинения в основном использовалась методика, описанная в стандарте на арматурные стали, где не предусмотрены плоские образцы.

Настоящее руководство распространяется на стальной толстолистовой, широкополосный универсальный и фасонный (уголок, швеллер, балка) прокат толщиной от 4 до 40 мм, независимо от его прочностных свойств, предназначенный для изготовления строительных металлических конструкций, и устанавливает методы определения относительного равномерного удлинения при статических испытаниях на растяжение при нормальных температурах .

Применение методов определения относительного равномерного удлинения предусматривается в стандартах и технических условиях на соответствующие виды проката, предназначенного для строительных металлических конструкций.

Термины и определения, принятые в настоящих рекомендациях, согласованы с ГОСТ 1497-73 «Металлы. Методы испытания на растяжение».

Относительное равномерное удлинение определяется одновременно с относительным удлинением после разрыва.

Настоящие рекомендации разработаны Отделением прочности и новых форм металлических конструкций и Отделением испытаний конструкций ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР (составили кандидаты технических наук Потапов В.Н. и Жулев Ю.К.) на основании материалов исследований, выполненных в период 1976-78 гг.

Дирекция ЦНИИСК им. Кучеренко

Видео:Метод испытания на растяжениеСкачать

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИНОВ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

1.1. При испытании на растяжение по определению относительного равномерного удлинения принимаются следующие обозначения и определения:

l — рабочая длина в мм — часть образца с постоянной площадью поперечного сечения между его головкой или участком для захвата;

l ₀ — начальная расчетная длина образца в мм, на которой определяется удлинение после разрыва;

l _пр — начальная расчетная длина участка образца в мм, на которой определяется равномерное удлинение;

l _кр — конечная расчетная длина участка образца в мм, не включающая место разрыва;

l _т — установочная база измерителя деформаций в мм;

d ₀ — начальный диаметр рабочей части цилиндрического образца до разрыва в мм;

F ₀ — начальная площадь поперечного сечения рабочей части образца в мм 2 ;

F _кр — конечная площадь поперечного сечения рабочей части образца после разрыва, определяемая в расчетной части равномерного относительного удлинения в мм 2 .

1.2. Характеристики механических свойств, получаемых при испытании на растяжение, имеют следующие обозначения и определения:

δ_р — относительное равномерное удлинение после разрыва в % — отношение приращения расчетной длины образца ( l _кр — l _нр ) на участке, не включающем место разрыва, к соответствующей первоначальной длине l _нр ;

ψ _p — относительное равномерное сужение в % — отношение изменения площади поперечного сечения образца ( F ₀ — F _кр ) после разрыва на участке, не включающем место разрыва, к начальной площади поперечного сечения;

P _вр — максимальная осевая растягивающая нагрузка в кГс, действующая на образец до образования шейки.

Видео:Пример. Геометрические характеристики плоских сечений. Часть 1Скачать

2. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦА

2.1. Для определения относительного равномерного удлинения при испытании на растяжение применяют пропорциональные плоские образцы типов I и II с начальной расчетной длиной а также пропорциональные цилиндрические образцы типов I — VII с l ₀ = 10 d ₀ по ГОСТ 1497-73.

2.2. Рабочая длина плоского образца должна составлять

2.3. При испытании толстолистового широкополосного и уголкового проката применяют, как правило, плоские образцы. При испытании швеллерного и двутаврового проката применяют, в основном, цилиндрические образцы; допускается применение плоских образцов с одной прокатной и другой обработанной поверхностями.

Плоские образцы должны сохранять поверхностные слои проката. При толщине проката свыше 25 мм:

— испытания проводят на плоских образцах толщиной 25 мм с одной прокатной поверхностью;

— допускается применять плоские образцы с обеими прокатными поверхностями, принимая при этом ширину образца не менее 50 мм и расчетную длину .

2.4. Измерение начальной и конечной расчетных длин, размеров поперечного сечения образца производят с точностью до 0,1 мм.

2.5. На рабочей части образца рекомендуется наносить разметку — неглубокие керны, риски или иные метки через каждые 5 или 10 мм.

Видео:Условная диаграмма напряжений. Пластичные и хрупкие материалыСкачать

3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Для испытаний применяют разрывные и универсальные машины всех систем, если они соответствуют требованиям ГОСТ 1497-73, ГОСТ 7855-74 и требованиям стандартов на стали для строительных металлических конструкций.

3.2. При проведении испытаний должны соблюдаться следующие основные условия:

а) надежное центрирование образца в захватах испытательной машины;

б) плавность нагружения;

в) скорость перемещения активного захвата при испытании до предела текучести долина быть не более 0,01, за пределом текучести не более 0,2 длины расчетной части образца, выраженной в мм/мин.

Видео:6. Определение характеристик сечения ( практический курс по сопромату )Скачать

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО РАВНОМЕРНОГО УДЛИНЕНИЯ

4.1. При текущих испытаниях определение относительного равномерного удлинения может производиться по одному из следующих методов:

Относительное равномерное удлинение δ_р определяют вне участка разрыва (предпочтительней на большей части разрушенного образца) на начальной расчетной длине, равной 50 мм.

При этом расстояние от места разрыва до ближайшей точки (риски) начальной расчетной длины l _пр должно быть не менее 3 b ₀ *) (с округлением до ближайшей удаленной разметочной риски от места разрыва образца где b ₀ — начальная ширина образца (рис. 1).

*) В случае цилиндрических образцов вместо b₀ следует d₀.

Относительное равномерное удлинение δ _р в процентах вычисляют по формуле

Относительное равномерное удлинение δ _р в % вычисляют по следующей формуле

где ψ _р — относительное равномерное сужение в %, вычисленное по формуле

Измерение площади F _кр производится на расстоянии от места разрыва не менее 4 b ₀ .

*) Этот метод допускает использование образцов с пятикратной расчетной длиной.

Относительное равномерное удлинение δ _р определяют графически по диаграмме растяжения (рис. 2), записываемой соответствующим измерителем деформаций, установленным непосредственно на образце.

Масштаб по оси деформаций должен быть не менее 50:1.

Примечание . Определение δ_р производится на участке диаграммы растяжения, заканчивающемся точкой В, которая соответствует началу достижения максимальной нагрузки Р_вр.

4.2. Относительное равномерное удлинение вычисляют с округлением до 0,5 %. При этом доли до 0,25 % отбрасывают, а доли в 0,25 % и более принимают за 0,5 % (см. приложение).

4.3. Испытание считается недействительным:

— при разрыве образца по кернам (рискам), если при этом какая-либо характеристика механических свойств по своей величине не отвечает установленным требованиям;

— при разрыве образца в захватах испытательной машины или за пределами расчетной длины;

— при обнаружении ошибок в проведении испытаний или записи результатов испытаний.

В указанных случаях испытание на растяжение должно быть повторено на отобранных от той же партии или плавки новых образцах.

Видео:Испытания на растяжениеСкачать

Приложение

Видео:Основы Сопромата. Теория 1. Растяжение - сжатие стержняСкачать

Пример определения относительного равномерного удлинения

По первому методу (рис. 1)

Начальная расчетная длина l _нр = 50 мм;

Конечная расчетная длина l _кр = 58,4 мм,

По второму методу

Начальная площадь поперечного сечения (10×30 мм) образца F ₀ = 300 мм 2 .

Конечная площадь поперечного сечения образца (замеренная на расстоянии 4 b ₀ от места разрыва) F _кр = 258 мм 2

Видео:Диаграмма растяжения, методы испытаний материаловСкачать

Испытание материалов на растяжение

ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ

Цель работы: получение навыков проведения механических испытаний образца на растяжение; изучение поведения пластичных и хрупких материалов при растяжении до разрушения. Задачи: построение диаграммы растяжения и диаграммы условных напряжений; определение основных характеристик: предела пропорциональности, предела текучести (условного предела текучести), предела прочности, удельной работы деформации образца, относительного удлинения и относительного сужения; определение марки материала по результатам исследований. Условия проведения испытаний.

Выбор материалов для изготовления деталей машин, механизмов, приборов, строительных конструкций, инструментов, бытовой техники и пр. определяется совокупностью их механических свойств – конструктивной прочностью. Для определения конструктивной прочности используют два вида оценки: прочностные свойства, определяемые независимо от особенностей изготавливаемых из них изделий и условий их службы; свойства материалов, непосредственно связанные с условием службы изделия и определяющие их долго-вечность и надежность. Одним из методов оценки прочностных свойств, относящихся к первой группе, является испытание материалов на растяжение.

По этой ссылке вы найдёте полный курс лекций по математике:

Для испытаний применяют пропорциональные цилиндрические (рис. 1.1, а) или плоские (рис. 1.1, б) образцы. Наиболее распространены цилиндрические образцы, у которых расчетная дли-на в пять раз превышает диаметр (т.н. короткие пятикратные образцы). Для короткого образца между начальной расчетной длиной и площадью поперечного сечения существует зависимость .

Для фиксирования начальной длины на образце (еще до проведения испытаний) с помощью керна намечают метки (на рис. 1.1 они изображены в виде точек). 6 Испытания на растяжение производят на специальных испытательных машинах (рис. 1.2) по методике, указанной в ГОСТ 1497-84 «Металлы. Методы испытаний на растяжение». Форма и размеры головок и переходных частей образцов определяются способом их крепления в захватах испытательных машин.

Диаграмма растяжения и ее анализ Суть испытаний заключается в следующем. Образец (рис. 1.1) закрепляют в захватах испытательной машины (рис. 1.2) и растягивают до разрыва, измеряя нагрузку (кгс или Н) и удлинение образца (мм). Графическое представление полученной кривой в координатах называется диаграммой растяже-ния. Типичный вид диаграммы растяжения малоуглеродистой стали изображен на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали На диаграмме выделяют несколько характерных участков и точек. Прямолинейный участок OC указывает на пропорциональность между нагрузкой P и удлинением образца ?l . Эта пропорциональность впервые была замечена в 1670 г. Робертом Гуком и получила в дальнейшем название – закон Гука. Если образец нагрузить в пределах упрP , а затем полностью разгрузить и замерить его длину, то никаких последствий нагружения не об-наружится.

Возможно вам будут полезны данные страницы:

Такой характер деформирования образца называется упругим. 8 Участок CB соответствует равномерной (т.е. по всему объёму материала) пластической деформации, а участок правее точки B – сосредоточенной пластической деформации. При нагружении образца силой превышающей упрP появляется остаточная (пластическая) деформация. Пластическое де-формирование идет при возрастающей нагрузке, так как металл упрочняется в процессе деформирования.

Упрочнение металла при деформировании называется наклёпом. Выше точки С линия диаграммы растяжения значительно отклоняется от первоначальной прямой линии (деформация начинает расти более интенсивно) и при нагрузке TP (точка Д ) на графике может наблюдаться горизонтальный участок (более наглядно показан на рис. 1.4, линия 2). В этой стадии испытания в материале образца пластические деформации распространяются по всему его объёму. Образец получает значительное остаточное удлинение, практически без увеличения нагрузки.

Рис. 1.4. Характерные виды диаграмм растяжения: 1 – сталь легированная; 2 – сталь Ст 3; 3 – чугун; 4 – латунь 1 2 3 4 Площадка текучести 9 Свойство материала деформироваться при практически по-стоянной нагрузке называется текучестью, а участок диаграммы растяжения, параллельный оси абсцисс, называется площадкой текучести. Во время испытаний на площадке текучести может наблюдаться внезапное падение нагрузки, что объясняется особенностями размножения и перемещения дислокаций в поликристаллических материалах.

Материалы, для которых присутствует область текучести, называются вязкими (или пластичными), для которых она практически отсутствует – хрупкими. Характерные диаграммы растяжения для некоторых конструкционных материалов приведены на рис. 1.4. При дальнейшем увеличении нагрузки (выше точки Д , рис. 1.3), претерпев состояние текучести, материал снова приоб-ретает способность сопротивляться растяжению, при этом пластическая деформация, а вместе с ней и наклеп, все более увеличиваются, равномерно распределяясь по всему объему образца (наблюдается т.н. равномерная пластическая деформация).

После достижения максимального значения нагрузки maxP в наиболее слабом месте (обычно в средней части образца) появляется мест-ное сужение – шейка (рис. 1.5 и рис. 1.6, а), в которой в основном и протекает дальнейшее пластическое деформирование (т.е. имеет место сосредоточенная пластическая деформация). В это время между деформированными зернами, а иногда и внутри самих зерен могут зарождаться трещины. В связи с раз-витием шейки, несмотря на продолжающееся упрочнение метал-ла, нагрузка уменьшается от max P до кP (рис. 1.3) и при нагрузке кP происходит разрушение образца (рис. 1.6).

При этом упругая деформация образца упрl? исчезает, а пластическая (остаточная) остl сохраняется (рис. 1.3). Пунктирная наклонная линия на рис. 3 проводится параллельно прямой OC . Таким образом, полная деформация (удлинение) образца полнl складывается из остаточной (пластической) деформации ост l и упругой деформации . В местах разрыва некоторых пластичных материалов (например, алюминия), на одной из частей разрыва может 10 наблюдаться чашка, а на другой конус (рис. 1.7, а). При разрыве хрупких материалов шейка не образуется (рис. 1.6, б и 1.7, б).

Диаграмма условных напряжений. Механические ха-рактеристики материала Ординаты диаграммы растяжений в координатах не являются качественными характеристиками материала, посколь-ку растягивающая образец сила P зависит от площади сечения, а удлинение образца – от его длины.

Чтобы исключить влияние размеров образца и получить диаграмму не образца, а самого ма-териала и дать количественную оценку механическим свойствам, диаграмму растяжений, полученную в ходе испытаний (т.н. ма-шинную диаграмму) перестраивают в координатах путём деления абсцисс – на первоначальную фиксированную длину об-разца 0l (мм), а ординат P (Н) на первоначальную площадь сече-ния образца 0A (мм2), т.е.: 0 (1.2) Перестроенная таким образом диаграмма называется диаграммой условных напряжений или диаграммой деформаций.

С помощью неё можно определить прочностные характеристики материала, к которым относятся: 1) Предел пропорциональности ПЦ? – наибольшее напря-жение, после которого нарушается справедливость закона Гука , где E – модуль продольной упругости. При этом угол наклона к оси абсцисс прямолинейной части диаграммы. Предел пропорциональности (МПа) определяется по форму-ле: – максимальное усилие на диаграмме растяжения (Н), после которого линейная зависимость исчезает.

12 Обычно при практических расчётах для невязких (хрупких) материалов отклонение от закона Гука не учитывают, т.е. криво-линейную часть диаграммы заменяют условной, прямолинейной.

При аналитическом способе определения величины с допус-ком 50% необходимо установить значение напряжения, при котором уменьшается на 50% по сравнению с тангенсом угла наклона максимального значения на линейном (упругом) участке. Для этого следует рассчитать тангенс угла наклона линии графи-ка к оси абсцисс на i -ом участке диаграммы: ?? , (1.4) и проследить за его изменением. Для проверки правильности найденного значения усилия , и соответствующего предела пропорциональности можно воспользоваться графическим способом.

Пусть точка K (рис. 1.8) соответствует значению ПЦ P , найденного аналитическим способом. Через точку K параллель-ную оси абсцисс проводят прямую АK , и откладывают на ней отрезок KD , в два раза меньший отрезка . Тан-генс угла наклона прямой OD к оси ординат будет, очевидно, на 50% больше тангенса угла наклона прямолинейного участка диа-граммы растяжения. Поэтому касательная к диаграмме NK , про-веденная параллельно D, должна иметь точку качания, совпа-дающую с точкой K .

Если визуальное расхождение является су-щественным, то результаты аналитического способа определения значений необходимо пересмотреть. 2) Предел текучести Т– напряжение, при котором проис-ходит рост деформации без заметного увеличения растягиваю-щей нагрузки. Если на диаграмме условных напряжений присут-ствует явно выраженная площадка текучести (рис. 1.4, линия 2), то предел текучести определяется по формуле: (1.5) 13 Рис. 1.8. Графический способ определения условного предела пропорциональности.

Если на площадке текучести наблюдается внезапное паде-ние нагрузки, то выделяют, соответственно, верхний BТ. и ниж-ний HТ пределы текучести. Для материалов без чётко выраженного предела текучести (рис. 1.4, линии 1, 3, 4), определяют условный предел текучести 2,0 , который соответствует остаточной деформации, равной 0,2%. В этом случае поступают следующим образом. Сначала определяют величину остаточной деформации в виде отрезка: – начальная длина образца до проведения испытаний на растяжение (рис. 1.1).

Затем по оси абсцисс, вправо от начала координат, отмеря-ют отрезок равный величине 1OO (рис. 1.9). Через начало коор-динат O и точку К , соответствующую ординате предела пропор-циональности (рис. 1.8), проводят прямую OK . И, наконец, через 14 точку 1O проводят прямую FO1 , параллельную прямой OK , где точка F лежит на линии графика диаграммы растяжения. Орди-ната точки F будет соответствовать величине силы 2,0P , по зна-чению которой и определяют условный предел текучести: . (1.7) Рис. 1.9.

Графический способ определения условного предела текучести 3) Предел прочности (временное сопротивление) B? – напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке ВP (рис. 1.4), предшествующей разрыву образца: . (1.8) Предел прочности на диаграмме соответствует точке, в ко-торой касательная параллельна оси абсцисс. 15 Кроме перечисленных выше характеристик прочности ( , при испытании на растяжение определяют также относительное удлинение после разрыва и относительное сужение после разрыва .

Относительное удлинение: , первоначальная расчетная длина образца конечная расчетная длина образца. Разность в данном случае можно принять равной ве-личине остаточной деформации: . 5) Относительное сужение: , – начальная площадь поперечного сечения образца; КA – площадь поперечного сечения в наиболее тонком месте шейки после разрыва Механические характеристики являются характери-стиками пластичности материала: чем они больше, тем материал пластичнее.

Для большинства сталей, . С помощью диаграммы также может быть определена удельная работа деформации при растяжении образца или статическая вязкость (Дж/мм3)1, вычисляемая по формуле:работа, затраченная на разрушение образца – начальный объём расчетной части образца (мм3). Начальный объём определяется по формуле: соответственно площадь поперечного сечения и начальная длина образца (см. рис 1.1).

Работа, затраченная на пластическую

деформацию пропорциональна площади диаграммы растяжения – площадь диаграммы, см2. Определяется непосредствен-но из построенной диаграммы число полных квадратов (размер одного квадрата 1 см ?1 см) – на рисунке выделены серым цветом, число неполных квадратов – на рисунке белым цветом;

n – масштаб усилий (Н/см), численно равный величине усилия , соответствующего 1 см дли-ны по оси ординат; m – масштаб удлинений (мм/см), численно равный величине удлинения (мм), соответствующего 1 см длины по оси абсцисс. Линия ME проводится параллельно отрезку OK , который соответствует упругой деформации (см. также рис. 1.3). Как было указано ранее, отрезок ост ?l соответствует величине остаточной (пластической) деформации.

Удельная работа пластической деформации при испытании образца до разрушения, наряду с характеристиками пластично-сти, используется в качестве показателя, определяющего в какой-то мере вероятность хрупкого разрушения, а также для оценки обрабатываемости материала. Показатель статической вязкости имеет большое значение, например, для определения геометрических параметров пружин. 17 Рис. 1.10. К нахождению работы, затраченной на растяжение

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Варианты заданий см. табл. 1.1 и 1.2 (Приложение 8, Задание №1). Исходные данные и результаты расчета внести в специальную форму (см. далее «Отчёт по работе»). 1. Карандашом выполнить эскиз образца для проведения испытания на растяжение (рис. 1.1, а), указав необходимые геометрические размеры (мм), согласно варианта задания. 2.

Заполнить таблицу испытаний , согласно исходным данным. 3. Определить приращения величин , а также по формуле, начиная со второго значения испытаний. 18 4. На миллиметровой бумаге, выбрав масштаб, в координатах построить диаграмму растяжения. На осях ко-ординат поставить числовые значения. 5. Путём деления абсцисс на первоначальную фиксированную длину образца 0 l , а ординат P на первоначальную площадь сечения образца , , преобразовать координатные оси ? , т.е. преобразовать диаграмму растяжения в диаграмму условных напряжений (вторую линию графика строить не требуется – графики совпадут).

На осях координат поставить числовые значения (безразмерная величина) и . Таким образом, график будет иметь двойные оси. 6. Анализируя изменение величины определить вели-чину нагрузки и значение предела пропорциональности по формуле. 7. Путём графических построений проверить правильность определения величины . При необходимости внести корректировки. 8. По диаграмме деформации, в зависимости от её вида, определить предел текучести или условный предел текучести , используя формулы ). 9.

Определить значение предела прочности В по формуле . 10. Изобразить на диаграмме деформации обозначения и числовые значения прочностных свойств. 11. Используя исходные данные, по формулам определить, соответственно, величины относительного удлинения и относительного сужение . 2 Миллиметровую бумагу можно распечатать на принтере, используя специальную программу, имеющуюся в сети Интернет в свободном доступе, например на сайтах: или с использованием программы Graph Paper Printer v.5.4.0.2. 19 12.

Определить площадь под кривой на диаграмме де-формации и рассчитать удельную работу деформации при растяжении, используя формулы . 13. Используя справочные данные «Механические свойства сталей» (Приложение 7.1), и полученные значения прочностных характеристик и характеристик пластичности определить марку исходного материала, для которого табличные и рассчитанные величины совпадают в боль-шей степени. Вопросы для самопроверки:

1. Какие виды оценки применяются при определении конструктивной прочности? 2. Какие виды образцов применяют при проведении испытаний на растяжение? 3. Каким образом на практике фиксируется начальная длина образца? 4. В чём заключается суть испытаний на растяжение? Какое оборудование для этого необходимо? 5. Какие характерные участки можно выделить на диаграмме растяжений? 6. Что такое диаграмма условных напряжений?

С какой целью она строится? 7. Какие материалы называю вязкими, а какие хрупкими? 8. Чем диаграммы растяжений для вязких (пластичных) материалов отличаются диаграмм растяжений для хрупких материалов? 9. Дайте понятия остаточной деформации. Что такое наклеп? 10. Какие механические свойства характеризуют прочность материала? 11. Как по диаграмме деформаций определить прочностные характеристики для пластичных материалов?

12. Каким образом можно определить предел текучести материала, не имеющего на диаграмме напряжений характерной площадки текуче-сти? 13. Дайте понятие нижнему и верхнему пределу текучести. Вследствие чего происходит явление снижения нагрузки? 14. Какие характеристики пластичности вы знаете? Как определить их значения? 15. Как на практике можно определить удельную работу деформации (статическую вязкость)? На что затрачивается работа?

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.