Обработка результатов испытаний и составление отчета

1. Произвести измерение ширины образца b₀ , толщины h₀ с точностью до 0,05 мм и определить рабочую длину образца. Отметить рабочую длину на образце.

2. Заполнить таблицу размеров образца до и после опыта (табл. 1).

3. По результатам испытаний на миллиметровой бумаге построить диаграмму растяжения в координатах s-e.

4. По диаграмме определить основные механические характеристики:

a. Предел пропорциональности s_пц – максимальное напряжение, при котором еще соблюдается прямая пропорциональность между напряжениями и деформациями. Для его определения необходимо построить начальный участок диаграммы (рис.2). Провести прямую mn, параллельную оси абсцисс на произвольном уровне, и на этой прямой отложить отрезок kn, равный половине отрезка mk. Через точку n и начало координат провести прямую On и параллельно ей касательную cd к кривой s-e. Ордината точки касания определяет величину s_пц.

Рис.2. Методика определения предела пропорциональности s_пц.

b. Предел текучести (условный) s_0,2 – напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2%. Для его определения следует отложить на горизонтальной оси величину относительной деформации 0,2% (точка F, рис.3) и провести из этой точки прямую FP, параллельную линейному участку деформации (прямая ОА). Ордината точки пересечения прямой FP с графиком и даст значение условного предела текучести.

Рис.3. Определение условного предела текучести s_0,2 и предела прочности s_в.

c. Временное сопротивление (предел прочности) s_в – напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца. Для его определения следует на диаграмме растяжения найти точку, соответствующую максимуму кривой (точка М на рис.3). Ордината этой точки даст значение предела прочности s_в.

d. Относительное удлинение d после разрыва – отношение приращения расчетной длины образца после разрыва к ее первоначальной величине, %

e. Относительное сужение y после разрыва – отношение уменьшения площади поперечного сечения образца в месте разрыва к начальной площади поперечного сечения образца, %

5. Оценить погрешность и округлить результаты испытаний. Значения характеристик прочности в границах 100 – 500 МПа округляются до 5,0; свыше 500 МПа – до 10. Значения характеристик пластичности в границах 10-25% округляются до 0,5; свыше 25% - до 1,0. Например, получено s_в=756 МПа, следует записать окончательно 760 МПа. Относительное удлинение d=12,6% следует записать как 12,5%. В связи с неоднородностью сталей найденные числовые характеристики механических свойств отличаются от генеральных характеристик, получаемых при очень большом количестве испытаний. В связи с этим, необходимо проводить статистическую обработку результатов испытаний. Характеристики материалов s_0,2, s_в, d, y являются базовыми – они включаются в ГОСТ на поставку конструкционных материалов, в паспорта приемочных испытаний, а также входят в расчеты прочности и ресурса.

6. Полученные значения механических характеристик конструкционной стали записать в табл.2.

7. По полученным из опыта s_0,2, s_в и d определить марку стали из табл.3 (учитывая сказанное в п.5.).

Таблица 3.

Марка стали	s0,2	sв	d
	МПа	%
Сталь 08
Сталь 10
Сталь 15
Сталь 20
Сталь 25
Сталь 30

8. Определить величину допускаемых напряжений для элементов деталей из данной стали по формуле

,

где - коэффициент запаса прочности ( =1,5).

 

Содержание отчета

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Приборы и принадлежности.

4. Краткие сведения из теории.

4.1. Понятия «напряжение» и «деформация».

4.2. Описание устройства и принципа действия разрывной машины.

4.3. Типы образцов, испытываемых на растяжение.

4.4. Механические характеристики, определяемые из диаграммы растяжения.

5. Ход работы.

6. Результаты измерений образца до и после опыта.

 

 

Таблица 1. Параметры образца до и после испытаний.

Измеряемая величина	Размеры	Примечание
До опыта	После опыта
Толщина, мм	h0	hk
Ширина, мм	b0	bk
Площадь сечения, мм2
Расчетная длина, мм

7. Изображение образца до испытаний и после разрыва, с указанием характерных размеров.

8. Диаграмма растяжения в координатах s-e.

9. Определение основных механических характеристик:

 

Таблица 2. Механические характеристики стали.

sпц	s0,2	sв	d	y
МПа	%

10. Марка стали, определенная по полученным значениям механических характеристик.

11. Величина допустимых напряжений для элементов деталей из данной стали.

12. Вывод по проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Почему испытания на растяжение наиболее широко применяются по сравнению с другими видами испытаний?

2. Что такое напряжения, деформации, абсолютная и относительная деформация?

3. Объяснить различия и механизмы упругой и пластической деформации.

4. Виды образцов, применяемых для испытаний на растяжение.

5. Методика испытания образцов на растяжение.

6. Изобразить вид типичной диаграммы растяжения для стали и описать участки, выделяемые на ней.

7. Объяснить отличие диаграммы растяжения хрупких материалов от диаграммы растяжения пластичных материалов.

8. Сравнить полученные характеристики с приведенными в таблице 3 и, если есть различие, объяснить его причину.

9. Влияет ли и, если влияет, то как, шероховатость поверхности образца на точность определения механических характеристик при растяжении.

Лабораторная работа № 5