Испытание материалов на растяжение

 

 

Оглавление

 

1. ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ. …….3
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. …………………….4
3. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. …………………………………..14
4. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. …………………………………………...15
5. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. …………………………...........................16
6. ПРИЛОЖЕНИЕ 3. …………………………………………...17

 

 

 

ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ

 

Цель работы: получение навыков проведения механических испытаний образца на растяжение; изучение поведения пластичных и хрупких материалов при растяжении до разрушения.

Задачи: построение диаграммы растяжения и диаграммы условных напряжений; определение основных характеристик: предела пропорциональности, предела текучести (условного предела текучести), предела прочности, удельной работы деформации образца, относительного удлинения и относительного сужения; определение марки материала по результатам исследований.

 

Выбор материалов для  изготовления деталей машин, механизмов, приборов, строительных конструкций, инструментов и пр. определяется совокупностью их механических свойств – конструктивной прочностью. Для определения конструктивной прочности используют два вида оценки:

• прочностные свойства, определяемые независимо от особенностей изготавливаемых из них изделий и условий их службы;
• свойства материалов, непосредственно связанные с условием службы изделия и определяющие их долговечность и надежность.

Одним из методов оценки прочностных свойств, относящихся к первой группе, является испытание материалов на растяжение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

Вариант задания выбираем по последним двум цифрам зачетной книжки (27) (см. Приложение 1 табл. 1 и 2. Исходные данные и результаты расчета вносим в специальную форму (см. далее табл. 3 «Форма отчета»).

1. Карандашом выполняем эскиз образца для проведения испытания на растяжение (рис. 1, а), указав необходимые геометрические размеры (мм), согласно варианта задания.
2. Заполняем таблицу испытаний (значения и ), согласно исходным данным (варианта заданий соответствующим двум последним цифрам зачетки 27).
3. Определяем приращения величин и , а также начиная со второго значения испытаний.

 

4. На миллиметровой бумаге, выбрав масштаб, в координатах  строим диаграмму растяжения. На осях координат ставим числовые значения (мм) и (Н).
5. Преобразовываем координатную ось в путём деления абсцисс на первоначальную фиксированную длину образца =25 мм по формуле:

_{Таблица 1. Расчеты}

 

№	, мм	, мм		№	, мм	, мм
1	0,04	25	-	21	1,08	25
2	0,08	25		22	1,16	25
3	0,12	25		23	1,20	25
4	0,16	25		24	1,24	25
5	0,20	25		25	1,28	25
6	0,28	25		26	1,36	25
7	0,36	25		27	1,44	25
8	0,40	25		28	1,52	25
9	0,44	25		29	1,56	25
10	0,48	25		30	1,60	25
11	0,52	25		31	1,68	25
12	0,56	25		32	1,76	25
13	0,60	25		33	1,84	25
14	0,64	25		34	1,88	25
15	0,68	25		35	1,92	25
16	0,72	25		36	2,20	25
17	0,84	25		37	2,36	25
18	0,88	25		38	2,44	25
19	0,96	25		39	2,48	25
20	1,00	25		40	2,56	25
				41	2,63	25

 

Преобразовываем координатную ось в , путем деления ординат на первоначальную площадь сечения образца =18,47 мм по формуле:

МПа,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{Таблица 2. Расчеты}

, МПа

 

№	, Н	, мм	,МПа	№	, Н	, мм	,МПа
1	783	19,24	-	21	14997	19,24
2	1308	19,24		22	15265	19,24
3	1833	19,24		23	15389	19,24
4	2358	19,24		24	15492	19,24
5	2884	19,24		25	15492	19,24
6	4200	19,24		26	15492	19,24
7	5510	19,24		27	15492	19,24
8	6170	19,24		28	15430	19,24
9	6829	19,24		29	15369	19,24
10	7613	19,24		30	15369	19,24
11	8405	19,24		31	15296	19,24
12	9188	19,24		32	15234	19,24
13	9847	19,24		33	15153	19,24
14	10500	19,24		34	15100	19,24
15	11290	19,24		35	14967	19,24
16	12072	19,24		36	14575	19,24
17	12999	19,24		37	12443	19,24
18	13391	19,24		38	12504	19,24
19	14318	19,24		39	12639	19,24
20	14740	19,24		40	12772	19,24
				41	12896	19,24

 

т.е. преобразовываем диаграмму растяжения в диаграмму условных напряжений. На осях координат ставим числовые значения (безразмерная величина) и (МПа). Таким образом, график будет иметь двойные оси. 

6. Анализируя изменение величины определяем величину нагрузки и значение предела пропорциональности по формуле :

.

7. Путём графических построений проверяем правильность определения величины . При необходимости внести корректировки.
8. По диаграмме деформации, в зависимости от её вида, определяем предел текучести ( , ) по формуле:

и условный предел текучести  ,

9. Определяем значение предела прочности по формуле .
10. Изображаем на диаграмме деформации обозначения и числовые значения прочностных свойств.
11. Используя исходные данные, по формулам и определяем, соответственно, величины относительного удлинения и относительного сужение .
12. Определяем площадь под кривой на диаграмме деформации и рассчитываем удельную работу деформации при растяжении, используя формулы _{; ;}
13. Используя справочные данные «Механические свойства сталей» (Приложение 2), и полученные значения прочностных характеристик и характеристик пластичности определяем марку исходного материала, для которого табличные и рассчитанные величины совпадают в большей степени.

 

 

Таблица 3. Форма отчета

 

Наименование  работы		ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ
Студент				Удалов Дмитрий Альбертович
Группа				А-102
Эскиз образца
Начальные размеры  образца
Параметр		Обозначение			Ед. изм.		Значение
Начальная длина					мм		25
Площадь сечения					мм2		19,24
Конечные размеры  шейки образца
Площадь сечения					мм2		12,1
Результаты  испытаний и вычислений
№ испытания	Величина			Приращение
	нагрузки , Н		удлинения , мм	нагрузки , Н		Удлинения , мм
	783		0,04	–		–		–
	1308		0,08
	1833		0,12
№ испытания	Величина			Приращение
	нагрузки , Н		удлинения , мм	нагрузки , Н		Удлинения , мм
	2358		0,16
	2884		0,20
	4200		0,28
	5510		0,36
	6170		0,40
	6829		0,44
	7613		0,48
	8405		0,52
	9188		0,56
	9847		0,60
	10500		0,64
	11290		0,68
	12072		0,72
	12999		0,84
	13391		0,88
	14318		0,96
	14740		1,00
	14997		1,08
	15265		1,16
	15389		1,20
	15492		1,24
	15492		1,28
	15492		1,36
	15492		1,44
	15430		1,52
	15369		1,56
	15369		1,60
	15296		1,68
	15234		1,76
	15153		1,84
	15100		1,88
	14967		1,92
	14575		2,20
	12443		2,36
№ испытания	Величина			Приращение
	нагрузки , Н		удлинения , мм	нагрузки , Н		Удлинения , мм
38	12504		2,44
39	12639		2,48
40	12772		2,56
41	12896		2,63

 

Параметр				Обозначение, формула	Ед. изм.		Значение, вычисления
Определение прочностных  свойств
Нагрузка					Н
Предел  пропорциональности					МПа
Вид диаграммы	1	Нагрузка			Н
		Предел  текучести			МПа
	2	Нагрузка			Н
		Верхний предел текучести			МПа
		Нижний предел текучести			МПа
	3	Нагрузка			Н
		Условный предел текучести			МПа
Нагрузка					Н
Предел  прочности					МПа
Определение характеристик пластичности
Остаточная деформация						мм
Относительное удлинение						%
Относительное сужение						%