Определение ударной вязкости

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ             УНИВЕРСИТЕТ

                   ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная  работа

Определение ударной вязкости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы  ЭТMб(до)з-11-1                                                 Каримов П. Г.

 

Проверил:                                                                                                          Золотарева Е.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                Тюмень 2012

 

 

 

 

 

 

 

                                 

 

 

                                     Лабораторная работа

                Тема: Определение ударной вязкости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

 

 

 

 

 

 

 

         Тема: Определение ударной вязкости.

Цель: Научиться  определять ударную вязкость расчетно, а также с использованием таблиц.

Оборудование: маятниковый копер, образцы для  испытания на удар, штангенциркуль, шаблоны.

Данные  для расчётов:

α-угол подъёма  маятника до испытания, α=69^о

β-угол вылета маятника после испытаний, β=6^о

L-длинна плеча маятника, равна 2,1 м

P-Вес маятника, равен 7 кг

b-длинна грани квадратного сечения образца, равна 0,002 м

F-Площадь поперечного сечения квадратного образца (м²) F=b²

H-высота подъёма маятника до испытаний (м)

h-высота вылета маятника после испытаний (м)

А_р-работа определяемая расчетно (кГм)

А_т –работа затраченная на разрушение образца определяемая по таблице (кГм)

а_п-ударная вязкость определяемая по таблице (кГм/см²)

KCU-ударная вязкость определяемая расчётно (кГм/см²)

Задание.

1. Описать  методику приготовления к испытаниям  на ударную вязкость (приготовление  механического копра и шаблонов  для установки образца).

2. Провести  испытания на ударную вязкость.

3. Определить  ударную вязкость с помощью  расчётов.

4. Определить  ударную вязкость с использованием  таблиц.

5. Составить  отчёт согласно пунктам задания.

Ход работы

1. Подготовка  образца для испытания.

Для испытания  на ударную вязкость применяют образец, показанный на рис. 3.1. Образец измеряют с точностью до 0,1 мм; данные измерения записывают в графу 2 протокола испытания.

По данным измерения вычисляют площадь  поперечного сечения образца  и записывают в графу 3 протокола  испытания.

 

Рисунок 3.1 Образец для испытания на удар

 

Рисунок 3.2 Шаблон для установки опор симметрично  относительно ножа маятника

 

Рисунок 3.3 Шаблон для установки надреза  образца симметрично относительно опор и ножа маятника.

 

2. Подготовка копра и проведение испытания.

При помощи шаблона 1 (рисунок 3.2) установить опоры 2 симметрично относительно ножа маятника 3 и закрепить их. Подвести стрелку  к нулю до упора в штифт. Поднять  немного маятник и поместить  образец 1 (рисунок 3.3) на опоры 3 копра  надрезом в сторону, противоположную  удару ножа маятника. При помощи шаблона 2 установить надрез образца  симметрично относительно опор и  ножа маятника. Поднять маятник в  верхнее положение и закрепить  защелкой, при этом стрелка отклонится и будет указывать угол подъёма маятника. Угол α начального подъема маятника записать в графу 4 протокола испытания.

Запрещается устанавливать образец, когда маятник  поднят на полную высоту и установлен на защелку. В этом положении маятник  представляет большую опасность  для работающих, так как при. случайном освобождении защелки может причинить тяжелые увечья.

Подвести  стрелку к нулю шкалы до упора  в штифт. Отпустить защёлку и  произвести удар по образцу. Остановить качание маятника натяжением (при  помощи рукоятки) ременного тормоза. Определить по шкале угол β взлета маятника после удара и записать в графу 5 протокола испытания.

 

Рисунок 3.4 Искривление образцов в зависимости  от вязкости стали при испытании  на удар.

 

Если  образец не сломался, что может  быть в случае недостаточного запаса энергии копра или в случае очень вязкого материала (рис. 3.4), то в протоколе испытания отмечается «не сломался». Для излома другого образца увеличивается запас энергии маятника поднятием его на большую высоту.

Найти работу А_р затраченную на разрушение образца.

3. Ударная  вязкость определяется с помощью  формулы

 

(3.1)

(кгм/см²)

 

Работа  по излому образца определяется по формуле

 

А_р=P(H-h) (3.2)

A_р=7(1,347-0,011)=9,352 (кгм)

 

Высота  подъёма маятника до испытания определяется с помощью формулы

 

H=L(1-cosα) (3.3)

H=2,1(1-cos69^o)=1,347 (м)

 

Высота  вылета маятника после испытания

 

h=L(1-cosβ) (3.4)

h=2,1(1-cos6)=0,011 (м)

 

Площадь поперечного сечения

 

F=b² (3.5)

F=0,002²=0,000004 (мм²)

 

4. Определение  ударной вязкости с помощью  таблиц.

Чтобы не вычислять величину А_н но формуле, пользуются специальной таблице, в которой для каждого угла α начального подъема маятника и угла β взлета маятника указана величина работы А_т=1,95 кГм

Ударная вязкость определяется в этом случае по той же формуле а_п=А_т/F

 

а_п=1,95/0,000004 =487500 (кгм/см²)

 

Вывод: Ударная  вязкость показывает, какой стойкостью обладает материал к ударному излому.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  Лабораторная работа

                               Испытание материалов на растяжение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы  ЭТMб(до)з-11-1                                             Каримов П. Г.

 

Проверил:                                                                                                   Золотарева Е.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень 2012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                            Лабораторная работа

           Тема: Испытание материалов на растяжение.

 

 

Цель

 

Изучить поведение материала  при растяжении до разрушения; получить диаграмму растяжения и установить основные механические характеристики материала образца.

 

Теоретическое обоснование

 

Испытание на растяжение является наиболее распространённым видом  испытания материалов, так как  при нем наиболее ярко выявляются характеристики прочности и пластичности материалов. При определении качества материала, выпускаемого металлургической промышленностью, одним из основных видов испытания также принято испытание на растяжение.

 

 

При статических испытаниях на растяжение определяют следующие  механические характеристики материалов:

Предел пропорциональности. σпц- наибольшее напряжение, для которого справедлив закон Гука.

Предел упругости. σу- наибольшее напряжение, при котором в образце не возникает остаточных деформаций.

Предел текучести. σт- напряжение при котором происходит рост пластической деформации без заметного увеличения нагрузки.

Предел прочности. σпч- наибольшее условное напряжение, которое определяется делением максимальной нагрузки, выдержанной образцом до разрушения, на первоначальную площадь его поперечного сечения.

Относительное остаточное удлинение при разрыве. σ – величина характеризующая пластичность материала. Она определяется отношением остаточного удлинения образца к его первоначальной длине.

Относительное остаточное сужение. ψ-величина, так же характеризующая пластичность материала. Она определяется отношением изменения площади поперечного сечения образца в месте разрыва к первоначальной площади поперечного сечения.

Машина для испытания.

Для проведения испытаний  на растяжение можно использовать универсальную испытательную машину УММ-5, испытательную машину Р-5, пресс Гагарина, испытательные машины ИМ-4Р, ИМ-12А, или ИМ-4А, а также универсальную гидравлическую машину УММ-20 или другие испытательные машины с механическим или гидравлическим приводом, имеющие диаграммный аппарат для регистрации результатов испытаний.

 

Порядок выполнения работы

 

1) Эскиз и размеры  образца до испытания.

Диаметр d0=10 мм., расчетная  длина l0=100 мм., начальная площадь  поперечного сечения А0=78,5 мм2.

2) Виды и размеры  образца после разрушения.

Диаметр шейки d1=6,5 мм., длина расчётного участка после разрыва l1=126 мм., площадь поперечного сечения образца после разрыва.

3) Схема диаграммы  растяжения (с указанием характерных  точек).

Усилие текучести Fт=17,3кН., максимальное усилие Fmax=32,2кН., усилие в момент разрыва Fразр=18кН.

4) Результаты испытания:

Предел текучести

 

= *1000=220,38 мПа.

 

Временное сопротивление

 

= *1000=410,19 мПа.

 

Истинное сопротивление  разрыву

 

= *1000=1788,8 мПа.

 

Относительное удлинение

 

= *100%=20,6%.

 

Относительное сужение

 

= *100%=77%

 

 

Вывод:

 

1) По диаграмме растяжения  можно определить пределы прочности,  пропорциональности, упругости и текучести.

2) Для участка диаграммы  от 0 до 22 кН. справедлив закон Гука.

3) Если материал предварительно  вытянуть за предел текучести,  то для него не будет справедлив  закон Гука, кроме того, в нём  будут возникать остаточные деформации, и он будет растягиваться без заметного увеличения нагрузки.