Випробування матеріалів на розтяг. Побудова та обробка діаграм деформування. Статистична обробка результатів випробування

Мета роботи: Навчитися користуватися випробувальною машиною; одержати криві “навантаження-видовження” зразків; визначити міцносні та деформаційні характеристики матеріалу; навчитись проводити статистичну обробку результатів експерименту.

Прилади та обладнання: Випробувальна машина TIRATEST-2151; штангенциркуль з ціною поділки 0.05 мм; товщиномір з ціною поділки 0.001 або 0.002 мм.

Досліджувальні матеріали: Поліетилен (далі ПЕ), поліпропілен (ПП), полівінілхлорид (ПВХ), полікарбонат (ПК), поліетилентерефталат (ПЕТФ), поліфеніленоксід (ПФО), поліімід (ПІ) або інші матеріали.

Зразки: Для випробувань застосовують зразки у вигляді лопаток згідно ГОСТ 11262-80 типу 2 або 3. Для досліджень плівкових матеріалів застосовують зразки згідно ГОСТ 14236-81 у вигляді смужок шириною 10-25 мм і довжиною не менше 150 мм. Перед дослідженнями вимірюють товщину й ширину зразків і обчислюють площу поперечного перерізу.

Методика проведення випробувань (див. “Опис, будова та порядок роботи з універсальною випробувальною машиною TIRATEST-2151”, що наведений вище).

1 Ввести в машину необхідні вхідні дані.

2 Закріпити зразок у затискувачі розривної машини, встановити швидкість деформування 1, 5, 10, 50 або 100 мм/хв (в залежності від жорсткості матеріалу).

3 Провести навантаження зразка до руйнування і записати криву деформування в координатах “навантаження - видовження”.

.

 

4 Провести розшифровку кривої деформування (рис. 7–9) і результати випробувань занести до таблиці 1, використовуючи не більше чотирьох значущих цифр.

 

Таблиця 1. Результати обробки діаграм деформування.

№ випро- бування	Назва матеріалу	L0, мм	F0, мм2	PmaxH	PP, H	PT, Н	PT.У.Н

 

№ випро-бування	Назва матеріалу	DLmax, мм	DLР, мм мм	DLТ, мм	DLТ.У., мм

В таблицю записують такі дані:

L₀ - початкова розрахункова довжина зразка;

F₀ - площа початкового поперечного перерізу зразка;

P_max - найбільше навантаження при випробуванні;

P_p - навантаження в момент руйнування зразка;

P_T­ - розтягуюче навантаження при досягненні границі текучості;

Pт.у. - розтягуюче навантаження при досягненні умовної границі текучості (див. рис. 9);

ΔL_max - зміна розрахункової довжини зразка в момент досягнення максимального навантаження;

ΔL_p - зміна розрахункової довжини зразка в момент руйнування;

ΔL_T - зміна розрахункової довжини зразка в момент досягнення точки текучості;

ΔL_Т.У. - зміна розрахункової довжини зразка в момент досягнення точки умовної текучості.

 

Обробка результатів.

Значення напруження (s) в МПа (Н/мм²) обчислюють за формулами:

міцність при розтягу s_max=P_max/F₀;

міцність при розриві s=P_p/F₀;

границя текучості при розтягу s_T=P_T/F₀;

умовна границя текучості s_TУ=P_ТУ/F₀;

 

Значення відносних видовжень (e) у відсотках обчислюють за формулами:

відносне видовження при максимальному навантаженні e_max=( l_max/l₀)100%:

відносне видовження при розриві e_p=( l_p/l₀)100%:

відносне видовження при границі текучості e_T=( l_T/l₀)100%:

відносне видовження при умовній границі текучості e_TУ=( l_TУ/l₀)100%:

 

Використовуючи одержану діаграму напруження – деформація, розраховують початковий модуль пружності:

Де s₁і s₂ – напруження (МПа) в межах лінійної ділянки;

e₁ і e₂ – відносні деформації (%), що відповідають напруженням s₁і s₂.

Результати обчислень заносять до табл.2.

Табл. 2. Міцносні та деформаційні характеристики матеріалу при розтягу.

№ випро-бування	Мате- ріал	sP, МПа	sT, МПа	sTУ, МПа	eP, %	eT, %	eTУ%	E, МПа

Статистичну обробку виконують згідно ГОСТ 14359-69 і результати заносять в табл. 3.

Табл. 3. Статистичні характеристики результатів випробувань.

Статистична характеристика	Механічні характеристики матеріалу
sP, МПа	eP, %	E, МПа
Середнє значення
Стандартні відхилення
Границі довірчого інтервалу
Коефіцієнт варіації, %
Відносна похибка, %

 

Завдання:

· одержати діаграми деформування матеріалу;

· розрахувати міцність та деформаційні характеристики;

· одержати статистичні характеристики результатів вимірювань;

· порівняти одержані дослідним шляхом і довідникові характеристики досліджуваного матеріалу та пояснити можливі розбіжності між результатами.

 

Лабораторна робота №1.2