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
|
Цель работы
1. Изучить методику испытаний металлов и сплавов на растяжение. 2. Ознакомиться с конструкцией и работой разрывной машины. 3. Провести испытания на растяжение двух образцов из разных материалов, получить диаграммы растяжения. 4. Определить положение характерных точек, рассчитать параметры в характерных и промежуточных точках. 5. На основании выполненных расчетов построить диаграмму зависимости условных напряжений от степени деформации. 6. Определить основные механические характеристики материалов и дать заключение о свойствах испытанных материалов.
Содержание работы Испытания на растяжение (ГОСТ 1497-84) широко применяют для определения механических свойств конструкционных сталей, цветных металлов и сплавов. Стандарт устанавливает методы статических испытаний на растяжение для определения при температуре 20±15°С пределов пропорциональности, упругости, текучести (условного и физического), временного сопротивления, относительного удлинения и относительного сужения после разрыва. При испытаниях на растяжение принимают следующие обозначения и определения: - рабочая длина образца l (м, мм) - часть образца с постоянной площадью поперечного сечения между его головками или участками для захвата; - начальная расчетная длина образца l0 (м, мм) - участок рабочей длины образца между нанесенными метками до испытания, на котором определяется удлинение; - конечная расчетная длина образца lк (м, мм) - длина расчетной части образца после разрыва; - начальный диаметр образца d0 (м, мм) - диаметр рабочей части цилиндрического образца до испытаний; - диаметр образца после разрыва dк (м, мм) - минимальный диаметр рабочей части цилиндрического образца после разрыва; - начальная площадь поперечного сечения образца F0 (м2, мм2) - площадь поперечного сечения рабочей части образца до испытаний; - площадь поперечного сечения образца после разрыва Fк (м2, мм2) - минимальная площадь поперечного сечения рабочей части образца после разрыва; - осевая растягивающая нагрузка P (Н, кгс) - нагрузка, действующая на образец в данный момент испытания; - условное напряжение s (МПа, кгс/мм2) - напряжение, определяемое отношением нагрузки P к начальной площади поперечного сечения F0 образца; - истинное нормальное напряжение S (МПа, кгс/мм2) - напряжение, определяемое отношением нагрузки P к действительной в данный момент испытания площади поперечного сечения F образца; - абсолютное удлинение образца Dl (м, мм) - приращение начальной расчетной длины образца в любой момент испытания; - предел пропорциональности sпц (МПа, кгс/мм2) - напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между нагрузкой и удлинением достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной к кривой «нагрузка-удлинение» в точке Pпц с осью нагрузки, увеличивается на 50% от своего значения на упругом (линейном) участке; - условный предел упругости s0,05 (МПа, кгс/мм2) - напряжение, после снятия которого остаточное удлинение достигает 0,05% длины участка рабочей части образца, равного базе измерения; - модуль упругости E (МПа, кгс/мм2) - отношение приращения напряжения к соответствующему приращению деформации в пределах упругой деформации; - предел текучести физический: - нижний предел текучести sт (МПа, кгс/мм2) - наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающей нагрузки; - верхний предел текучести sтв (МПа, кгс/мм2) - напряжение, соответствующее первому пику нагрузки, зарегистрированному до начала текучести рабочей части образца; - предел текучести условный s0,2 (МПа, кгс/мм2) - напряжение, после снятия которого остаточное удлинение достигает 0,2% длины рабочего участка образца; - временное сопротивление (предел прочности) sв (МПа, кгс/мм2) - максимальное напряжение, которое выдерживает образец до разрушения; - относительное равномерное удлинение dр (%) - отношение приращения длины участка в рабочей части образца до момента начала образования шейки (в т. в) для пластичных материалов или до разрыва в материалах, у которых шейка не образуется, к длине образца до испытания; - относительное удлинение после разрыва d (%) - отношение приращения расчетной длины образца Dlк = (lк -l0) после разрушения к начальной расчетной длине l0; - относительное сужение после разрыва y (%) - отношение разности начальной F0 и минимальной конечной Fк площадей поперечного сечения образца после разрушения к начальной площади поперечного сечения образца F0; Для испытаний на растяжение применяют пропорциональные цилиндрические или плоские образцы (рис. 1.1) диаметром или толщиной в рабочей части 3 мм и более. Начальная расчетная длина цилиндрических образцов l0 =5d0, l0 =10d0, а образцов квадратного или прямоугольного сечения - l0 = 5,65 (короткие) или l0 = 11,3 (длинные). Применение коротких образцов предпочтительнее. Образцы из тонких листов и лент толщиной от 0,5 до 3 мм изготавливают в соответствии с ГОСТ 11701-84. Испытания проводят обычно на двух образцах. Допускается применение непропорциональных образцов, для которых начальная расчетная длина l0 устанавливается независимо от начальной площади поперечного сечения образца F0. Типы и размеры пропорциональных цилиндрических и плоских образцов приведены в приложениях к ГОСТ 1497-84.
Рис. 1.1. Образцы для испытаний на растяжение: 1 - плоский; 2 - цилиндрический
Форма и размеры головок и переходных частей образцов определяются способом крепления образцов в захватах разрывной машины. По ГОСТ 1497-84 определяют место вырезки, способ изготовления, качество поверхности, предельные отклонения по размерам образцов. В качестве испытательных применяют разрывные и универсальные машины различных систем. Машина должна обеспечивать: надежное центрирование образца в захватах, плавность нагрузки, скорость перемещения подвижного захвата не боле 0,1 мм/мин до предела текучести и не более 0,4 мм/мин за пределом текучести. Принципиальная схема разрывной машины Р-5 с рычажно-маятниковым силоизмерителем показана на рис. 1.2 (стрелками на схеме указаны движения элементов машины в процессе нагружения образца). Испытываемый образец 1помещают в захваты, один из которых (2) называется активным, а другой (3) - пассивным. Активный захват располагается на подвижной траверсе 4, в которой имеются застопоренные (не вращающиеся) гайки 5. Привод активного захвата (создание силы Р) осуществляется электромеханическим путем: вращательное движение вала электродвигателя 6 через червячный редуктор 7 и шестерни 8 и 9 передается винтам 10; вращаясь в застопоренных гайках, винты заставляют траверсу перемещаться поступательно. На опоре11 верхней неподвижной траверсы установлен рычаг 12 маятникового силоизмерителя, связанный с тягой 13 пассивного захвата 3. Через систему рычагов и тяг силоизмерителя 12 - 16 нагрузка Р, действующая на образец, уравновешивается силой G маятникового груза 17. Отклонение маятника отначального положения (когда Р = 0) фиксируется по отсчетному устройству 18 со шкалами, проградуированными по силе Р. При отклонении маятника поводок 19, жестко соединенный с рычагами 15 и 16 маятника, перемещает зубчатую рейку 20, которая вращает шестерню 21, сидящую на одной оси с рабочей стрелкой 22 отсчетного устройства силоизмерителя. При перемещении рабочая стрелка ведет засобой контрольную стрелку, которая фиксирует максимальное усилие. На циферблате отсчетного устройства нанесены три шкалы (А, Б и В), соответствующие различным диапазонам нагрузок (машина может быть настроена на создание предельных нагрузок: 1000, 2500 и 5000 кгс соответственно). На одной оси с шестерней и рабочей стрелкой указателя нагрузок установлен шкив 23, который с помощью гибкого тросика 24 перемещает перо 25 самописца. Для записи диаграммы Р = f(Dl) используют специальную бумажную ленту 26 (ЛПГ 320, ГОСТ 7836-75) с величиной наименьших делений 1,6 мм. Одно такое деление по оси ординат (сила Р) при наладке машины на предельную нагрузку 1000 кгс соответствует 5 кгс, на 2500 кгс - 12,5 кгс, на 5000 кгс - 25 кгс. При растяжении образца перемещению активного захвата в 1 мм будет соответствовать перемещение ленты по оси абсцисс (абсолютная деформация Dl) на 10, 50 или 100 мм. Желаемый масштаб Dl (10:1, 50:1 или 100:1) обеспечивается настройкой масштабного преобразователя 27, который является настраиваемым редуктором, передающим вращение на барабан 28 лентопротяжного механизма от шестерни 29 через валик 30 и пару конических шестерен 31. Одновременно деформация может контролироваться специальным счетчиком 32, одна единица показаний которого соответствует 0,2 мм перемещения подвижной траверсы 4. Движение активного захвата без нагрузки может происходить с различной скоростью (от 1 до 100 мм/мин), которая контролируется прибором 33.
Рис. 1.2. Принципиальная схема разрывной машины
Показанный на схеме груз 34 служит для возврата в исходное положение (к нулю) рабочей стрелки 22 и пера 25 при снятии нагрузки. На этой же машине, применяя специальное приспособление, можно испытывать металлы на сжатие и изгиб.
|