Визначення ударної в¢язкості

Мета роботи. Ознайомлення з процесом ударного руйнування та вивчення методики визначення ударної в¢язкості матеріалу.

Загальні відомості. Випробування на ударне руйнування служить для оцінки здібності матеріалу чинити опір ударним навантаженням. Ударною в¢язкістю матеріалу а називається величина роботи руйнування зразка, віднесена до площі його поперечного перерізу в місці розламу

(2)

де А - робота руйнування;

F- площа перерізу в місці розламу.

Дані про ударну в¢язкість дозволяють оцінити якість матеріалу - його схильність до крихкості при динамічному навантаженні, а також вирішити питання про застосування того чи іншого матеріалу для даних умов роботи.

Установлено, що на величину ударної в¢язкості впливають такі фактори, як форма випробуваного зразка, швидкість прикладання навантаження, температура.

Для порівняння результатів випробування треба використовувати зразки установлених розмірів, а випробування проводити в однакових умовах.

Треба відмітити, що ударна в¢кість однієї і тієї ж сталі залежить від її структури, при чому виявити цю залежність при статичних випробуваннях не можливо. Крім того, випробування на ударну в¢язкість дозволяє установити критичну температуру крихкості для чорних металів, при якій проходить різке зменшення ударної в¢язкості металу. Нижче цієї температури метал стає непридатним для роботи при динамічних впливах.

Рис. 26. Схема маятникового копра

 

Для оцінки ударної в¢язкості матеріалу використовують методику випробувань надрізаних зразків на ударний згин. Існують методики визначення роботи руйнування, які засновані на реєстрації діаграми «зусилля –деформація за допомогою тензометрів, які установлюються на матрицях різної форми. При цьому робота руйнування оцінюється інтегруванням діаграми. Дані методики більш інформативні, але потребують складної реєструючої апаратури і використовуються для науково-дослідних робіт. Існує також методика визначення роботи руйнування по відхиленню маятника пневматичного копра, яка використовується при більш високих швидкостях ударного навантаження (до 1000 м/с).

Рис. 27. Ескіз зразка для дослідження ударної в’язкості матеріалів

 

При помірних швидкостях удару (до 10 м/с) випробування проводяться на маятниковому копрі, схема якого показана на рис. 12.

Зразок (рис. 12) установляється на загартованих опорах 8 станини 1. Між стійками 2 установки на деякій висоті на вісі 9 закріплена підйомна рама 5, на якій з допомогою защіпки 7 закріплюється молот маятника 3. На стійці 2 є храпове колесо 6, яке дозволяє установлювати молот 3 на різну висоту. Молот зв¢язаний з віссю 9 за допомогою 4-х підвісок 4. Зі звільненням защіпки 7 молот падає, руйнує зразок і піднімається на де -яку (остаточну) висоту. По різниці початкової h_п і остаточної h_ост висот, при відомій масі молота, можна визначити роботу, витрачену на руйнування зразка.

Для зручності роботи установлено пристрій 10, який забезпечений важільним механізмом і лінійкою з указуючим важелем. При переміщенні молоту з де-якої висоти, в випадку відсутності втрати енергії на руйнування зразка (без установки зразка) важіль піднімається на певну висоту і показує на лінійці показник h₁. Далі встановлюється зразок і руйнується ударом молоту, який опускається з тієї ж висоти.При цьому молот піднімається на висоту h₂. Різниця показників на лінійці

h₁ - h₂ відповідає роботі руйнування А в кГм.

 

Проведення роботи.

Зразок (рис.12) для випробування установлюється в вигляді паралелепіпеда з квадратним перерізом 10 х 10 мм і висотою 50 мм з надрізом глибиною 2 мм (переріз руйнування 10 х 8 мм). В перерізі припустимого руйнування, при чому удар приходиться на поверхню, яка протилежна надрізу. Молот установлюється на рамі 5 і фіксується защіпкою 7. Зразок установлюється на опорах 8. При звільненні защіпки молот ударяє по зразку і руйнує його. По різниці показників важеля визначаємо роботу руйнування. За формулою (2) находимо ударну в¢язкість. Дані заносимо в протокол випробувань № 10.

Протокол випробувань

до лабораторної роботи №10

 

До руйнування	Після руйнування

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №