Болаттың бойлық серпімділік модулін анықтау

Жұмыстың мақсаты. Гук заңын эксперименталдық жолмен тексеру және болаттың серпімділік модулін созылу деформациясы арқылы анықтау.

Негізгі түсініктер. Созу процесінің бастапқы кезінде көп металдар үшін үлгінің абсолюттік бойлық деформациясы оған әсер ететін күшке тура пропорционал [3, 11].

 

= . (11)

 

Болат материалдарда Гук заңын тексеру үшін созылу диаграммасын аққыштық шегіне дейін «күш» – «абсолюттік созылу» координаталарында тұрғызу керек. Алынған диаграмма – түзу сызық (6-сурет).

Гук заңына сәйкес келетін бойлық серпімділік модулі (11) формуладан анықталады:

 

Е = , (12)

 

мұндағы: N = P – бойлық күш, Н (кг);

– есептеу ұзындығы, мм;

А₀ – қиманың бастапқы ауданы, мм².

Теңдеуде =const, онда E = , яғни Е анықтау үшін үлгіге әсер етуші күш (Р) пен осы күш тудыратын деформацияны өлшеу жеткілікті. Әр түрлі материалдарда серпімділік модулі (Е) олардың қатаңдық қасиетін сипаттайды (материалдардың өздерінің пішіні және өлшемдерін өзгертуге қарсыласу қабілетін). Серпімділік модулінің өлшемі кернеу өлшеміне сәйкес келеді.

Геометриялық жағынан серпімділік модулі диаграмманың түзу сызық бөлігі мен абсцисса өсі арасындағы бұрыштың тангенсін көрсетеді.

және P = A₀ деген байланыстарды ескере отырып диаграмманы - координаталарында қайта тұрғызуға болады. Диаграммадан

 

E = немесе E = tg , (13)

 

мұндағы: = tg – const;

– абсцисса өсімен диаграмманың түзу сызық бөлігінің арасындағы бұрыш.

Серпімділік модулі материалдар үшін негізгі серпімділік сипаттама болып табылады және көптеген есептеулерде қолданылады.

 

Үлгілер, өлшеу приборлары және сынау машинасы

 

Бойлық серпімділік модулін анықтау үшін қолданылатын қимасы тік төртбұрышты үлгінің өлшемдері: в₀ = 5,8 мм; h₀ = 31,4 мм. Үлгі арнайы үзгіш сынау «Р-5» машинасында сыналады. Үлгі деформациясы рычагты Гугенбергер тензометры арқылы өлшеніледі. Прибордың базасы = 20 мм, үлкейту коэффицинтеті к =1000 есе (7, а,б-сурет)

 

Жұмысты жүргізу тәртібі

 

Сынаушы машинада орналасқан үлгінің орталық бөлігіне бір-біріне қарама-қарсы екі тензометр бекітіледі.

Жұмыстың алдында тензометрдің тілі нөлге қойылуы тиіс.

Күшті сатылап өсіргенде және кеміткенде үлгідегі деформацияның мәні анықталып, кестеге жазылып алынады (3-кесте).

 

3 кесте - Тәжірибеден алынған шамалар

Үлгі	Көлденен қиманың деформацияға дейінгі өлшемдері	С =	Pi	= km	Ei =	Eор =
h0	в0	А0
мм	мм	мм2	мм/см2	кг	мм	МПа	МПа
Ескерту: m - тензометрдің көрсеткіші, мкмм; n - тәжірибе саны.

 

Тәжірибенің қатесін есептеу

 

= ,

 

мұндағы: Е_т – серпімділік модулінің кестелік мәні;

Е _э– серпімділік модулінің тәжірибе арқылы анықталған мәні.

Тәжірибе жүзінде табылған Е мәніне сәйкес материалдың түрі 4 кестенің көмегімен анықталады.

6 сурет. Жұмсақ болаттың созылу диаграммасы.

7 сурет. Тензометрлердің үлгі бетінде орналасу схемасы.