Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Механические свойства материалов. Испытания на растяжениеРыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П. А. Соловьева
Кафедра «Материаловедение, литье и сварка»
Методические указания к лабораторной работе
«Механические свойства материалов. Испытания на растяжение»
Для дисциплины «Материаловедение» специальность 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением» направление 150400 «Технологические машины и оборудование»
Разработал: к. т. н., доцент Воздвиженская М. В.
Рыбинск, 2009 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ. ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ Цель работы. Целью работы является ознакомление с технологией проведения испытаний на растяжение и получение навыков обработки первичной диаграммы растяжения для определения механических свойств сплава:σПЦ, σУ, σВ, σ0,2 , S К , δ,y. 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Во многих случаях детали машин и конструкции работают в условиях статических нагрузок. Поэтому для оценки механических свойств широко используются статические испытания, которые проводят применительно к разным схемам напряженного состояния – испытания на растяжения, сжатия, изгиб и кручение. Из перечисленных видов испытаний основным и наиболее распространенным является испытание на одноосное растяжение. Оно позволяет получить сведения о важнейших механических свойствах сплава, и определить пригодность сплава для тех или иных целей. Методы испытания на растяжение стандартизованы. Они могут проводиться при комнатной температуре (ГОСТ 1497‑84*), при повышенных (ГОСТ 9651‑84*) или пониженных (ГОСТ 11150‑84*) температурах. В этих ГОСТах даны типовые размеры образцов, основные требования к испытательным машинам, методики проведения испытания и правила обработки результатов испытаний – т. е. определения численных значений механических свойств. 2 ОБРАЗЦЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ Наиболее часто применяются цилиндрические образцы, вырезанные из заготовки или исследуемого участка детали. Используются также пластинчатые образцы для испытания листовых материалов.
Для плоских образцов регламентируется толщина а 0, ширина b 0 (рис. 1, б) и длина рабочей части l 0. При этом a 0 = 1…2 мм, b 0 = 10 мм, l 0 = 50…70 мм. 3 СХЕМА РАЗРЫВНОЙ МАШИНЫ
ром закреплена одна из головок образца (7). Сила Р и перемещение Δ l измеряют рычажным устройством (8), показываются стрелкой на циферблате (9) и одновременно записываются самописцем (10) на диаграммной бумаге в координатах «Р – Δ l». Существует возможность регулировки масштаба диаграммы в широких пределах для удобства обработки результатов испытаний. 4 ПЕРВИЧНАЯ ДИАГРАММА РАСТЯЖЕНИЯ И ЕЕ АНАЛИЗ Первичная диаграмма растяжения записывается в координатах «Нагрузка Р – абсолютное удлинение образца Δ l». По ней определяются основные механические свойства, характеризующие прочность и пластичность материала. При испытаниях на растяжение прочностные свойства определяются через напряжения σ, вызывающие определенную упругую или пластическую деформацию образца и рассчитываются по формулам типа: σ = Р / F, где F – площадь поперечного сечения образца. В системе СИ напряжения выражаются в мегапаскалях [МПа]. Ранее повсеместно использовалась размерность кг∙с/мм2, которая еще сохранилась в ряде официальных технических документов. Перевод единиц осуществляется очень просто: 1 кг∙с/мм2 = 9,8 МПа ≈ 10 МПа. По указанному выше принципу на первичной кривой растяжения можно выделить 5 основных точек – нагрузок для определения соответствующих напряжений (рис. 3).
(1) Предел пропорциональности σПЦ = Р ПЦ / F 0 – предельное напряжение, под действием которого упругая деформация образца подчиняется закону Гука (т. е. деформация пропорциональна нагрузке). Для того, чтобы унифицировать методику расчета, σПЦ оценивают как условное напряжение при котором отступление от линейной зависимости между Р и Δ l достигает заданной величины. Обычно этот допуск задается через тангенс угла наклона прямой, проходящей через начальный участок кривой растяжения. Стандартная величина отклонения – 50 %, возможно также использование 10 % и 25 %. Предел пропорциональности в этих случаях соответственно обозначается σПЦ50, σПЦ25, σПЦ10 [МПа]. (2) Предел упругости σУ = Р У / F 0 – напряжение, при котором остаточная деформация достигает определенной заданной величины – обычно это 0,05 %. Используются также меньшие величины вплоть до 0,005 %. Принятая величина указывается в обозначении условного предела упругости σ0,05, σ0,01 [МПа] и т. д. (3) Предел текучести σ0,2 = Р 0,2 / F 0 – напряжение, при котором остаточное удлинение достигает определенной заданной величины – обычно 0,2 %. Как видно это определение полностью совпадает с предыдущим, разница лишь в величине допускаемого остаточного удлинения. Поэтому перечисленные характеристики – предел пропорциональности, предел упругости и предел текучести более строго следует называть условными, т. е. условный предел текучести и т. д. В отличие от условного существует физический предел текучести, который определяется по положению площадки текучести на кривой растяжения. (4) Временное сопротивление σВ = Р В/ F 0 – напряжение, соответствующее предельной нагрузке на кривой растяжения «Р – Δ l». В этом расчете предельная нагрузка относится к начальной площади сечения образца F 0 без учета ее изменения за счет пластической деформации. Поэтому σВ часто называется по аналогии с предыдущими характеристиками «условный предел прочности». Истинное напряжение в этой точке равно S B = P B/ F B, где F В – истинное сечение образца. σВ и σ0,2 являются важнейшими характеристиками, определяющими конструктивные свойства сплава. Они вносятся в ГОСТы и часто служат основой для подразделения сплавов на группы, или для маркировки сплавов. Например, серые чугуны маркируются по величине σВ и σ. Соответствие фактических значений σВ, σ0,2 требуемым по ГОСТ определяет пригодность сплава для эксплуатации. (5) Истинный предел прочности Точка (5) соответствует разрушению образца. Если в образце шейка не образуется, то Р К > Р В, но при образовании шейки Р К, как правило, всегда меньше Р В. Истинное напряжение, приводящее к разрушению образца, т. е. истинный предел прочности или истинное сопротивление разрыву подсчитывается как S К = P К/ F К. В конструкторских расчетах эта характеристика не используется, т. к. в процессе эксплуатации конструкции не доводятся до разрушения. Но S К является характеристикой физической прочности материала. По первичной кривой растяжения (рис. 3) определяют также основные характеристики пластичности.
|