Цель работы. Изучить методику проведения испытаний на растяжение для определения механических свойств различных материалов

Лабораторная работа №2

ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ

Цель работы

Изучить методику проведения испытаний на растяжение для определения механических свойств различных материалов.

Основные теоретические положения:

Бро́нзы — ряд двойных или многокомпонентных сплавов на основе меди, где основным легирующим компонентом является олово, бериллий, марганец, алюминий или другой элемент (соответственно бронза называются оловянными, бериллиевыми, марганцевыми, алюминиевыми и т. п.), иногда с добавлением дополнительных компонентов — цинка, свинца, фосфора и пр. Однако бронзой не может быть назван сплавы меди с цинком (это латунь) и никелем (медноникелевые сплавы).

Сила не перпендикулярна площадке, на которую она действует. Тогда ее, как и любой вектор, можно разложить на две составляющие: нормальную (перпендикулярную к площадке), создающую нормальное напряжение:

и касательную, действующую в плоскости площадки и вызывающую касательное напряжение:

Предел пропорциональности σ_пц – напряжение, до которого материал деформируется строго упруго, то есть соблюдается закон Гука σ=Еε, где Е - модуль упругости (модуль Юнга. Это структурно нечувствительная величина).

σ_пц =F_А /A₀,

где F_А – нагрузка, при пределе пропорциональности.

Силуми́н — сплав алюминия с кремнием. Химический состав — 4-22 % Si, основа — Al, незначительное количество примесей Fe, Cu, Mn, Ca, Ti, Zn, и некоторых других. Некоторые силумины модифицируются добавками натрия или лития.

Упругая деформация характеризуется прямо пропорциональной зависимостью от нагрузки и упругим изменениям межатомных расстояний.

Физический предел текучести σ_т – это наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без увеличения растягивающей нагрузки:

σ_т = F_Т/A₀.

Условный предел текучести σ_0,2 – это напряжение, при котором остаточное удлинение (необратимая пластическая деформация) составляет 0,2% длины участка образца на его рабочей части, удлинение которого принимается в расчет при определении указанной характеристики.

Предел прочности (временное сопротивление) σ_в – это условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествовавшей разрыву образца:

σ_в =F_В/A₀,

где F_В – нагрузка, соответствующая точке В.

Относительное удлинение после разрыва δ – это отношение приращения расчетной длины образца (l_к – l₀) после разрушения (рис. 6.) к начальной расчетной длине l₀, выраженное в процентах:

Относительное сужение ψ – это отношение абсолютного уменьшения площади поперечного сечения в шейке образца (F₀ – F_к) к начальной площади сечения F₀, выраженное в процентах:

где F₀ и F_к – площади поперечного сечения образца до и после испытания соответственно.

Шейка – местное уменьшение сечения

Контрольные вопросы:

1. Предел текучести — механическое напряжение σт, отвечающее нижнему положению верхнего отклонения по площади неизвестной эпюры площадки текучести на диаграмме деформирования материала.

Преде́лпро́чности — механическое напряжение, выше которого происходит разрушение материала. Согласно ГОСТу 1497-84 более корректным термином является «Временное сопротивление разрушению», то есть напряжение, соответствующее наибольшему усилию, предшествующему разрыву образца при (статических) механических испытаниях.

2.

предел пропорциональности Р_пц ,

нагрузкой при пределе текучестиР_т,

нагрузка на пределе прочностиР_мах.

3.

Рис. 15. Схема испытательной машины УММ-5

4.

Рис. 11. Образцы для испытаний: а – круглый образец; б – плоский образец. L – общая длина; l – рабочая длина; l₀ – начальная расчетная длина; d₀– диаметр образца до испытания; а – толщина; b – ширина; R – радиус скругления.