Лабораторна робота № 2
Тема: визначення механічних характеристик конструкційних матеріалів при осьовому розтягу.
Мета роботи: вивчення досвідченим шляхом поведінки пластичної стали при розтягуванні аж до руйнування. Визначення основних механічних характеристик.
Час проведення: 2 години.
1. Короткі теоретичні відомості
1.1. досліджувані властивості
У даній лабораторній роботі належить досліджувати досвідченим шляхом такі властивості матеріалів як міцність і пластичність.
Міцність - це здатність матеріалу чинити опір чинним навантажень, не руйнуючись.
Пластичність - це здатність матеріалу зберігати змінену форму і розміри після усунення навантажень.
Пластичної називають деформацію, яка залишається в тілі після зняття навантажень.
При проектуванні і розрахунку елементів інженерних конструкцій необхідне знання механічних властивостей застосовуваних матеріалів. До числа таких властивостей в першу чергу і відносяться міцність і пластичність.
До характеристик міцності відносяться: межа пропорційності, межа пружності, межа плинності, межа міцності або тимчасове опір.
Характеристиками пластичності є: відносне залишкове подовження, відносне звуження зразка при розриві, питома робота деформації.
Для пластичних матеріалів, до числа яких належить малоуглеродистая сталь, основним випробуванням, що дає можливість визначити перераховані вище механічні характеристики, є випробування на розтяг.
Всі перераховані характеристики міцності і пластичності можуть бути знайдені з діаграми розтягування. Тому основним завданням випробування є отримання діаграми розтягування - графіка залежності між розтягує зразок силою і його подовженням. Випробування проводиться за допомогою розривних машин, забезпечених спеціальним
апаратом для автоматичного запису діаграми розтягування.
1.2. Машинна діаграма розтягування
Графічне зображення залежності між навантаженнями (напруженнями) і деформаціями є діаграму розтягування.
Випробувальні машини мають спеціальні пристосування, які автоматично фіксують діаграму розтягування в координатах: навантаження - F. абсолютне подовження робочої частини зразка - # 916; # 8467; .
На діаграмі розтягування пластичної сталі (рис. 1) розрізняють такі характерні ділянки:
ОА - ділянку прямої пропорційної залежності між розтягують зусиллям і абсолютним подовженням. Навантаження Fпц. відповідна точці А діаграми, називається навантаженням, відповідної межі пропорційності.
ОВ - ділянку пружних деформацій. При цьому навантаження Fу. обумовлена ординатою точки В. називається навантаженням, відповідної межі пружності. Точки А і В пластичної стали, як правило збігаються, т. Е. Можна вважати, що Fпц = Fу.
СС '- майданчик плинності, їй відповідає навантаження FT. Тут спостерігається помітне зростання пластичної деформації при практично незмінному навантаженні.
С'D - ділянку зміцнення. Тут матеріал набуває здатність знову чинити опір розтягуванню. Навантаження Fmax. обумовлена ординатою точки D діаграми називається навантаженням, відповідної межі міцності.
DE - ділянку зниження опору зразка внаслідок утворення шийки. Точка Е відповідає руйнуванню зразка, її ордината FP - руйнівному навантаженню
В процесі розтягування зразка з пластичної сталі з ним відбуваються такі видимі зміни. Так, якщо призупинити випробування при навантаженні, що трохи перевищує значення FT і оглянути поверхню робочої частини зразка, то на ній зауважимо лінії, розташовані приблизно під кутом 45 ° до осі зразка - лінії Чернова-Людерса. Це сліди зрушень в кристалах фериту, що збігаються практично з площинами дії максимальних дотичних напружень.
Контрольні питання
1. Що називається пластичною деформацією?
2. Що таке пластичність?
3. Що таке міцність?
4. Що називається діаграмою розтягування?
5. В яких координатах зображується машинна діаграма розтягування?
6. Які характерні зміни відбуваються зі зразком при досягненні навантаженням значення FT. Fmax?
7. Чим пояснюється падіння навантаження за точкою D діаграми?
8. Як виглядає діаграма розвантаження в області пружних деформацій? За межею плинності?
9. Чому діаграму розтягування в координатах s-e називають умовної?
10. Назвіть механічні характеристики міцності, відповідні характерних точках А, В, С, Д, Е діаграми.
11. Що називається межею пружності? Межею пропорційності? Межею плинності? Межею міцності?
12. Що таке абсолютне подовження?
13. Що таке відносне подовження?
14. Які характеристики пластичності вам відомі? Як визначити їх величину?
15. Який відрізок осі # 916; # 8467; діаграми відповідає абсолютному залишковим подовженню зразка в момент розриву? Як його знайти?
16. Для якої ділянки діаграми справедливий закон Гука?
17. Для довільної точки діаграми в зоні зміцнення вказати відрізки на осі # 916; # 8467; відповідні повної, пружною і залишкової деформацій.
18. На яку площу необхідно розділити максимальне навантаження, щоб отримати величину межі міцності?
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
2. і ін. Опір матеріалів. Київ: Вища школа, 1986. - 775с.
3. Степін матеріалів. М. Вища школа, 1988. - 367с.
Укладачі: Світлана Григорівна Корзун
Олександр Володимирович Бєлов
Наталія Георгіївна Неумоіна
ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК
КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ПРИ осьовий розтяг
Підписано до друку Формат 60 × 84 1/16.
Папір листова. Гарнітура "Times".
Ум. печ. л. 1,06. Ум. авт. л. 0,88.
Тираж 100 прим. замовлення №
Волгоградський державний технічний університет
400131 Волгоград, просп. ім. 28.
Волгоградського державного технічного університету
400131 Волгоград, вул. Радянська, 35.