Классификация механических испытаний

ЛЕКЦИЯ №14

ТЕМА: МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ МЕТАЛЛОВ

ПЛАН

1.Классификация механических свойств металлов.

2.Классификация механических испытаний

3. Методы испытания механических свойств металлов

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ

Из свойств, которыми могут обладать материалы, механические свойства в большинстве случаев являются важнейшими.

Под механическими свойствами понимают характеристики, определяющие поведение металла или другого материала под действием приложенных внешних сил.

К основным механическим свойствам относят:

· сопротивление металла (сплава) деформации – прочность;

· сопротивление разрушению – пластичность, вязкость, способность материала не разрушаться при наличии трещин.

В результате механических испытаний получают числовые значения механических свойств, т.е. значения напряжений или деформаций при которых происходит изменение физического и механического состояния материала.

При оценке механических свойств металлических материалов различают несколько групп их критериев.

Критерии, определяемые независимо от конструктивных особенностей и характера службы изделий.

Эти критерии находятся путем стандартных испытаний гладких образцов на растяжение, сжатие, изгиб, твердость (статические испытания) или на ударный изгиб образцов с надрезом (динамические испытания).

Прочностные и пластические свойства, определяемые при статических испытаниях на гладких образцах, хотя и имеют важное значение (они входят в расчетные формулы) во многих случаях не характеризуют прочность этих материалов в реальных условиях эксплуатации деталей машин и сооружений. Они могут быть использованы только для простых по форме изделий, работающих в условиях статической нагрузки при температурах близких к нормальной.

Критерии оценки конструктивной прочности материала, которые находятся в наибольшей корреляции со служебными свойствами изделия и характеризуют работоспособность материала в условиях эксплуатации.

Их можно разделить на две группы:

· критерии, определяющие надежность металлических материалов против внезапных разрушений (вязкость разрушения, работа, поглощаемая при распространении трещин и др.);

· критерии, которые определяют долговечность изделий (сопротивление усталости, износостойкость и др.).

Критерии оценки прочности конструкции в целом (конструкционной прочности), определяемые при стендовых, натурных и эксплуатационных испытаниях. При этих испытаниях выявляется влияние на прочность и долговечность конструкции таких факторов как распределение и величина остаточных напряжений, дефектов технологии изготовления и конструирования изделий и т.д.

Для решения практических задач металловедения необходимо определять как стандартные механические свойств, так и критерии конструктивной прочности.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

В связи с тем, что условия работы металлов и сплавов различны, существуют соответственно разнообразные виды и методы испытаний. Все виды испытаний можно классифицировать следующим образом:

1. По характеру внешнего воздействия:

· кратковременные испытания - динамические испытания;

· длительные испытания - статические испытания.

2. По виду напряженного состояния:

· испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, срез;

· испытания в условиях сложного напряженного состояния.

3. Технологические испытания;

· испытания для контроля пластичности;

· измерение твердости;

· испытания на вытяжку.

4. Испытания переменной нагрузкой: - испытанияна усталость;

· -испытания на статическую усталость.

5. Испытания ударом:

· испытания на ударное растяжение;

· испытание изгибом на ударную вязкость;

· испытания повторными ударами. 6. Натурные испытания:

· испытания на стендах;

· испытания готовых изделий.

Как правило, при механических испытаниях металлов все наблюдения расчеты напряженного состояния производят в макроскопических объемах. Как исключение, прибегают иногда и к наблюдениямв микроскопических объемах ( наблюденияза деформациями в пределах отдельных кристаллов).

При всех видах механических испытаний производят по возможности на образцах металла такие внешние воздействия, которым он подвергается в условиях службы. Получаемые при этом характеристики механических свойств условны, зависят от условий испытаний. Это приводит к необходимости унификацииметодов механических испытаний с целью получения сопоставимых данных. Унификация методов испытаний выполняется и совершенствуется в рамках государственных стандартов и международных рекомендаций.