ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12
Цель испытания на растяжение материала
- 1. Ознакомьтесь с испытанием на растяжение материала.
- 2. Узнайте, как определить прочность материала и пластичность.
Оборудование и материалы для работы прибора для испытания на растяжение Мири-100К, штангенциркули, измерительная линейка, набор образцов.
Порядок выполнения работ
- 1. Перед выполнением работ в лаборатории необходимо понять основные теоретические принципы.
- 2. Запустите экспериментальную часть в соответствии с заданием.
- 3. Проанализируйте результаты и сделайте выводы о результатах всей подгруппы. Содержание отчета 1.
Должность и цель.
- 2. Информация по определению механических свойств прочности и пластичности.
- 3. Протокол испытаний.
- 4. Вывод на работу.
Базовый тестовый образец. При испытаниях на растяжение используют пропорциональный цилиндр или плоский образец (изготовленный из листового материала) с диаметром или толщиной рабочей части не менее 3 мм (рис. 1. а, б). Для измерения деформации в расчетную часть образца включается участок, называемый рассчитанной длиной.
Наиболее распространенными цилиндрическими образцами являются те, в которых поддерживается пропорциональная зависимость между первой рассчитанной длиной l0 и диаметром d0: l0 = 5 d0 (короткий, 5-кратный образец) и l0 = 10 d0 (длинный) 10 раз).
Такой образец называется пропорциональным.
Для 96 плоских образцов рассчитанное отношение длины к размеру поперечного сечения остается таким же, как для цилиндрических образцов, но вместо диаметра отображается площадь F0 поперечного сечения. а б Рис. 1. Цилиндрические (а) и плоские (б) образцы, использованные при испытаниях на растяжение: d0 — начальный диаметр образца. а0 — начальная толщина. b0 — начальная ширина. l0 — первая вычисленная длина. л рабочая длина. D — диаметр головки. B ширина захвата. L — общая длина образца.
Площадь поперечного сечения составляет для коротких цилиндрических образцов, F для длинных образцов . Расчетная длина l0 с максимальной погрешностью 1% ограничена рабочей длиной керна или опасного образца l. В этом случае l становится
Для цилиндрических образцов для плоских образцов. Форма и размер цилиндрических и плоских головок для образцов и переходов зависят от того, как образец крепится к захвату машины. метод, скольжение образца на сжатии, коллапс опорной поверхности, деформация головки крепления, и должны предотвратить разрушение образца в точке перехода от рабочей части до головы и голов.
Испытательная машина. Испытания на растяжение проводятся на конструкционной пластичной стали, отожженной инструментальной стали и цветных металлах. Если требования ГОСТ 28840-90 выполнены, испытание на растяжение проводят на испытательной машине (рисунок 2).
Эта машина предназначена для статических испытаний образцов различных материалов на растяжение и изгиб.
Металлы и сплавы — соответствует ГОСТ 1497-84, ГОСТ 6996, ГОСТ 10006. Соответствует пластик-ГОСТ 12262-80. При испытании на растяжение образец деформируется в условиях однородного и одноосного напряжения до разрушения. Машина представляет собой сборку, состоящую из стойки с системой управления 1, стойки для испытания на изгиб 2, стойки для испытания на растяжение 3 и насосного агрегата 4 (рис. 2).
Натяжная стойка состоит из корпуса 5, траверсы с верхним подвижным захватом 6, нижнего неподвижного захвата 7 и рабочего цилиндра с колонной 8. 2. Универсальная испытательная машина МИРИ-100К. Основные характеристики: Максимальная нагрузка -100 кН. Минимальная нагрузка составляет 2 кН. Высота рабочего пространства / ширина — 400 мм.
Активный ход хода -400 мм. Допустимый предел погрешности измерения нагрузки составляет ± 1%. Диапазон захваченных образцов: -Круглый (диаметр) -512мм; -С головкой (диаметр) -515мм. Потребляемая мощность -2,5 кВт. 98 Механические испытания выполняются путем деформации образца при контролируемой нагрузке, смещении, деформации и скорости изменения параметров.
Задача состоит в том, чтобы загрузить тестовую нагрузку на тест, закрепленный на рукоятке. Нагрузка подается путем подачи рабочей жидкости (масла) в рабочий цилиндр машины. Подача происходит в результате работы масляного насоса в насосном агрегате.
Верхняя балка перемещается за счет контролируемого давления рабочей жидкости (масла), создаваемого в рабочем цилиндре. Когда рабочая жидкость подается в полость цилиндра захвата, происходит также закрытие захвата. Процесс тестирования контролируется стоечной системой управления.
Диаграмма механического натяжения Конструкционные материалы требуют особых механических свойств, таких как прочность и пластичность. Прочность — способность материала противостоять пластической деформации и разрушению. Пластичность — способность материала пластически деформироваться без разрушения.
Деформация растяжения характеризуется абсолютным удлинением или абсолютной деформацией, равной разнице в длине образца после растяжения lk и перед растяжением. Во время испытания начальная диаграмма натяжения (рис. 3) автоматически рисуется в координатах «Нагрузка P-удлинение» На рисунке «P –l» выделены три сечения деформации. 1. График упругой деформации от нагрузки. Упругая деформация полностью исчезает после разгрузки. Пока сила P не достигнет определенного значения, вызванная ею деформация исчезнет при разгрузке.
Процесс выгрузки отображается в той же строке, что и загрузка. Прямая линия на диаграмме OA показывает пропорциональную зависимость между нагрузкой P и удлинением 1. Пропорциональный закон был установлен в 1670 году Р. Хуком. 2. Участок равномерной пластической деформации от нагрузки Rupr до нагрузки Pmax.
- Если образец загружен больше, чем Rupr, появится остаточная (пластическая) деформация. Поскольку металл затвердевает во время деформации, пластическая деформация возникает при увеличении нагрузки. Упрочнение металла во время деформации называется упрочнением.
Чертеж на растяжение низкоуглеродистой стали 3. Область концентрированной пластической деформации — от Pmax до Pk. При достижении максимальной нагрузки Рmax в самой слабой точке происходит локальное истончение образца — шейки (рис. 4б) и дальнейшая пластическая деформация (деформация шейки). Формирование шейки характерно для пластических материалов с наибольшей растяжимой фигурой.
- Формирование линии сдвига (а) и локальное сужение во время испытания образца на растяжение — шейка (b) Резкое уменьшение поперечного сечения шейки приводит к падению нагрузки от Рмакс до Рк.
В момент, соответствующий точке K на рисунке, образец разрывается вдоль самой маленькой секции шейки. В этом случае упругая деформация образца исчезает, а пластические потери остаются (рис. 3). До точки D на рисунке горизонтальный размер образца был одинаково уменьшен во всех сечениях. С момента образования шейки все деформации образца локализуются на короткой длине области шеи (ld 2d0), а остальные фактически не деформируются (рис. 4b).
Лабораторные по материаловедению
