Испытание материалов на растяжение и определение их основных механических характеристик
Лекции.Орг

Поиск:


Испытание материалов на растяжение и определение их основных механических характеристик




 

Цель работы.

 

1. Ознакомление с испытательной машиной и методикой испытания на растяжение по ГОСТ 1497–84 «Методы испытания на растяжение».

 

2. Проведение испытания на растяжение и изучение поведения образца вплоть до разрушения.

 

3. Определение основных механических характеристик материала по результатам испытания.

 

Краткие теоретические сведения.Испытания на растяжениеявляются основным и наиболее распространенным методом исследования

 

и контроля механических свойств материалов. Данные испытания регламентируются ГОСТ 1497–84 «Методы испытания на растяжение», который содержит основные требования к испытательным машинам, необходимые указания о форме и размерах образцов, определение основных механических характеристик материала и порядок проведения испытаний. Полученные в результате опыта характеристики позволяют судить о прочности материалов при статическом нагружении и считаются основными при расчетах деталей машин, элементов конструкций и сооружений на прочность.

 

В процессе испытания графопостроитель вычерчивает диаграмму растяжения образца в координатах P (нагрузка) – Dl (удлинение). Примерный вид диаграммы для пластичного материала (малоуглеродистой стали) показан на рис. 2.1.

 

Рис. 2.1. Диаграмма растяжения

 


 
Pmax

 

Начальный линейный участок диаграммы ОА, для которого справедлив закон Гука, после точки А искривляется, а затем переходит в горизонтальный участок ВС, где деформация растет при практически постоянном усилии, а иногда и при уменьшении нагрузки. На диаграмме появляется так называемая «площадка текучести». Отношение

= PT (2.1)

F

называется пределом текучести (физическим), здесь РТ – нагрузка, вызывающая текучесть материала; F0 – первоначальная площадь поперечного сечения образца. У многих материалов отсутствует явно выраженная площадка текучести. В этом случае определяется условный предел текучести s 0,2 (технический), представляющий собой напряжение,

 

при котором остаточное удлинение достигает 0,2 %:

s 0,2 = P0,2 . (2.2)  
   
    F0    

Деформирование образца после площадки текучести (участок CD)

 

требует увеличения нагрузки до некоторого наибольшего значения

 

(точка D). Происходит так называемое самоупрочнение материала. Если в некоторой точке F прекратить нагружение и разгрузить образец, то разгрузка пойдет по линии FR, практически параллельной начальному линейному участку ОА. Это свидетельствует о том, что при разгрузке исчезают только упругие деформации, связанные с действием закона Гука. Отрезок RP соответствует упругим деформациям, а отрезок OR – пластическим. Если же после разгрузки образца до точки R снова увеличивать нагрузку, то диаграмма изобразится линией RFDK, т. е. диаграмма предварительно нагруженного образца до нагрузки большей РТ окажется короче диаграммы исходного материала. Таким образом, предварительная пластическая деформация делает материал более хрупким, уменьшая величину остаточной деформации до момента разрушения в точке К, предел текучести повышается, точка F и площадка текучести исчезают. Это явление называется наклепом. Он повышает склонность материалов к хрупкому разрушению.

 

В точке D нагрузка на образец достигает своего максимального значения Pmax , пластическая деформация становится неравномерной и

 

начинает концентрироваться в наиболее ослабленном участке образца, на котором появляется резкое местное сужение – шейка. Напряжение, соответствующее Pmax , является важной механической характеристикой,

 

называемой пределом прочности или временным сопротивлением:

s   = Pmax      
B F . (2.3)  
     
           
         

 
s max

 

Это напряжение является условным, так как площадь сечения образца в точке D диаграммы будет несколько меньше из-за поперечной деформации образца в процессе нагружения.

 

После начала образования шейки нагрузка уменьшается (участок DK), хотя истинные напряжения растут до самого разрушения образца. Отношение разрушающей нагрузки Рразр к площади поперечного сечения образца в месте разрыва (площади шейки) FШ называют истинным сопротивлением разрыву:

s разр = Рразр . (2.4)  
   
  FШ    

Значение нагрузки Рразр берется из диаграммы или фиксируется на силоизмерителе машины в момент разрыва образца; площадь шейки FШ определяют в самом тонком месте образца, диаметр которого нужно измерить, сложив вместе половинки разрушенного образца. Однако

 

напряжение нельзя принять за характеристику прочности, так как

 

напряженное состояние в шейке образца является сложным, т. е. нарушается нормальное течение процесса деформирования образца.

 

К моменту разрыва образца его рабочая часть l0 удлинится на величину Dlобщ (отрезок ОМ на диаграмме растяжения). После разрушения

 

упругая часть деформации (отрезок NM) исчезнет и останется деформация Dlполн –отрезок ON.Отношение приращения расчетной длины образцаDlполн

 

к его первоначальной длине l 0

d = Dlполн ×100 % (2.5)
  l0  

 

называют относительным остаточным удлинением. Абсолютное остаточное удлинение Dlполн после разрыва можно вычислить, сложив

 

половинки образца и измерив расстояние lК между рисками I и II на его рабочей части Dlполн = lK - l0 .

 

Отношение уменьшения площади поперечного сечения в месте разрыва DF = F0 - FШ к начальной площади F0 поперечного сечения образца

y = DF ×100% (2.6)
  F0  

 

называется относительным остаточным сужением. По величинам d и y оценивают пластические свойства материалов.

 





Дата добавления: 2016-12-05; просмотров: 379 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов


Читайте также:

Рекомендуемый контект:


Поиск на сайте:



© 2015-2020 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.003 с.