Образцы для испытания материалов

Лабораторная работа №1

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСТЯЖЕНИЯ И СЖАТИЯ МАТЕРИАЛОВ

 

Задачей работы является экспериментальное изучение поведения материалов и определение их механических характеристик при растяжении и сжатии. В процессе проведения работы необходимо:

а) получить диаграммы растяжения и сжатия различных материалов;

б) определить механические характеристики материалов;

в) изучить изменение механических свойств материала при повторном нагружении.

Лабораторная работа состоит из четырех отдельных опытов.

 

Описание экспериментальной установки

Работа проводится на испытательной машине EU-40 (рис.1). Шлифованный образец стандартных размеров устанавливают в захваты и подвергают растяжению до разрыва. При этом диаграммный аппарат машины автоматически вычерчивает диаграмму растяжения в координатах Dl – P (в определенном масштабе по осям). По диаграмме растяжения определяются усилия, соответствующие пределу пропорциональности, пределу текучести, пределу прочности и истинному сопротивлению разрыва.

Рис. 1

Опыт №1 Испытание материалов на растяжение

 

Цель опыта

1.Изучение поведения различных материалов при растяжении до момента разрушения и определение зависимости между удлинением образца Dl и растягивающим усилием P.

2.Определение механических характеристик материалов: предела пропорциональности , физического или условного предела текучести s_т, временного сопротивления (предела прочности) s_в , относительного удлинения после разрыва d и относительного сужения после разрыва y.

 

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Образцы для испытания материалов

Испытания на растяжение проводят на специальных цилиндрических образцах с круглым поперечным сечением (рис.2,а). Из листового металла изготавливают плоские образцы (рис.2,б).

В цилиндрических образцах соотношение между расчетной длиной и диаметром составляет: у длинных образцов , у коротких . Эти соотношения для плоских образцов выражают через начальную площадь поперечного сечения образца соответственно:

                                                           (1)

В качестве основных применяют образцы с диаметром мм, но допускается использовать и другие образцы, удовлетворяющие вышеуказанным условиям. Такие образцы называются пропорциональными. Рабочая длина должна быть в пределах от  до  для цилиндрических и от  до  для плоских образцов.

 

Диаграмма растяжения

На рис.3 показана типичная диаграмма растяжения для малоуглеродистой стали. Диаграмму можно условно разделить на четыре зоны:

ОА – зона упругости. Материал подчиняется закону Гука.

АВ – зона общей текучести (площадка текучести). Здесь происходит удлинение образца без существенного увеличения усилия Р.

ВС – зона упрочнения. Удлинение образца сопровождается возрастанием усилия Р, но в сотни раз медленнее, чем в зоне упругости.

Точка С соответствует наибольшему значению усилия Р_max. В стадии упрочнения на образце намечается место будущего разрыва и начинает образовываться шейка – местное сужение образца. Удлинение образца в этом случае имеет местный характер и участок СК называется зоной местной текучести. Точка К соответствует разрушению образца.

 

Следует отметить, что у многих материалов площадка текучести очень мала или отсутствует. Это наблюдается у высокопрочных легированных сталей, у хрупких (чугун и др.) и у пластичных цветных металлов. Разрушение малопластичных и хрупких материалов происходит без заметного образования шейки.