Лабораторная работа. Испытание пластичных и хрупких материалов на растяжение
<в каталог
Таблица с числовыми данными к вариантам
Формат - pdf
Количество листов - 5
Пример выполненной работы
Цель работы: изучение методики испытаний на растяжение пластичных и хрупких материалов; определение характеристик прочности и пластичности углеродистой стали и серого чугуна при растяжении.
Постановка работы. На машине УГ-20 проведены испытания стального (рис. 1) и чугунного образцов на растяжение с записью диаграмм растяжения Р, кН - (Δl + δм), мм (рис. 2), где δм - упругие деформации нагруженных частей испытательной машины. Указаны масштабы нагрузок и деформаций , размеры образцов до и после испытаний. Определить характеристики прочности и пластичности стали и чугуна при растяжении.
Перед испытанием измеряем диаметр мм и длину мм рабочей части образца. Вычисляем площадь сечения мм².
Затем на рабочей длине наносим штангенциркулем риски, определяющие расчетную длину мм образца. Образец устанавливается в захваты испытательной машины и проводится его растяжение вплоть до разрушения.
После разрушения определяем характерные размеры образца:
расчетная длина после разрыва мм.
Вычисляем площадь сечения в шейке
Стальной образец при растяжении разрушается после образования шейки. В центре минимального сечения шейки зарождается трещина, которая затем развивается по конической поверхности примерно под углом 45°, где действует ттах, до окончательного разрушения образца.
Записанную на машине УГ-20 кривую растяжения подвергаем обработке. Для этого проводим горизонтальную ось деформаций (), соответствующую нулевой нагрузке. Затем из точки 0 пересечения прямолинейного участка кривой растяжения с осью () вертикальную ось нагрузок Р. Зная масштабы записи нагрузок кН/мм и деформаций мм/мм, наносим размерную сетку на диаграмму растяжения Р - (). Из диаграммы растяжения (рис. 2) видно, что если образец подвергнуть упругопластическому деформированию, а затем разгрузить, то линии разгрузки и повторного нагружения примерно параллельны прямолинейному участку диаграммы растяжения (закон упругой разгрузки).
Определяем нагрузку , соответствующую пределу пропорциональности. Для этого в соответствии с ГОСТ 1497-84 на прямолинейном участке диаграммы Р - () проводим прямую МК, откладываем отрезок KN = 0,5МК, проводим прямую 0N и параллельно ей - касательную к кривой растяжения. Ордината точки касания представляет собой в масштабе нагрузку
4. Нагрузка , соответствующая пределу упругости, определяется по допуску относительной остаточной деформации 0,05 %. Это соответствует абсолютной остаточной деформации мм. На оси деформаций в масштабе откладываем , проводим прямую, параллельную линейному участку. Ордината точки пересечения прямой с кривой растяжения соответствует в масштабе нагрузке кН.
5. Нагрузка , соответствующая физическому пределу текучести, определяется ординатой площадки текучести на диаграмме растяжения кН.
6. Нагрузка , соответствующая пределу прочности, это наибольшая нагрузка при разрыве образца кН.
7. Нагрузка , соответствующая разршению образца, равна кН.
8. Наносим на диаграмму Р - () полученные нагрузки (рис. 2).
9. Определяем характеристики прочности (напряжение, превышение которого ведет к нарушению линейной зависимости между нагрузкой Р и удлинением образца).
физический предел текучести (напряжение, которое соответствует площадке текучести на диаграмме растяжения)
предел прочности или временное сопротивление (напряжение, которое соответствует наибольшей нагрузке после разрушения образца)
Чем выше карактеристики, тем материал прочнее.
10. Находим характеристики стали при растяжении:
относительное остаточное удлинение после разрыва образца
1. Чугнный образец до исытаний аналогичен стальному (, , )Вид образца и его рахактерные размеры после разрыва:
Чугунный образец при растяжении разрушается по ослабленному пороками структуры сечению перпендикулярно оси путем отрыва.
2. Обработка диаграммырастяжения чугунного образца (рис. 4) проводится аналогично рассмотреной для стального образца.
3. По диаграмме Р - () определяем нагруку, соответствующую пределу прочности кН.
4. Предел прочности серого чугуна при растяжении