Експериментальне вимірювання механічних характеристик за допомогою механічних випробувань

Вступ

Дані методичні рекомендації складаються з циклу лабораторних робіт, присвячених експериментальним методам визначення основних механічних характеристик матеріалів за допомогою методів одновісного навантаження. Ці роботи входять до другого змістовного модулю дисципліни „Механічні властивості та конструкційна міцність матеріалів” й можуть бути використані студентами всіх матеріалознавчих спеціальностей як денної, так і заочної форми навчання завдяки наявності досить розширених теоретичних відомостей стосовно кожного методу.

Інформація, яка наведена на початку даних рекомендацій дозволить студентам отримати загальні уявлення щодо типів та методів випробувань та методики їх проведення і допоможе у підготовці до лабораторних робіт, особливо студентам-заочникам.

 

 

Експериментальне вимірювання механічних характеристик за допомогою механічних випробувань

І. Основні визначення та поняття Механічні випробування призначені для експериментального вимірювання… Ø визначення загальноприйнятих стандартних характеристик механічних властивостей, що використовуються для…

ІІ. Класифікація видів механічних випробувань

  Таблиця 1 Класифікація видів механічних випробувань № з/п Тип класифікації Вид випробування …

ІІІ. Інформація про випробувальні засоби

Універсальні машини в основному використовуються для наукових досліджень. Конструкція їх така, щоб на них можна було реалізувати різні види… Будь-яка випробувальна машина складається із силової або навантажуючої системи…

Типи навантажуючих пристроїв

Таблиця 2 Класифікація випробувальних машин за типом привода Характеристика …

Пристосування для вимірювання та реєстрації навантаження

а б Рис.2. Схема машини з гідравлічним приводом та ричажним (а) й маятниковим (б) силовимірювачем: G – рухомий вантаж, А –…

ІV. Зразки для механічних випробувань

Оскільки більшість механічних характеристик матеріалів не є їх константами, то умови проведення випробувань суттєво впливають на результати. Тому… - забезпечення повторюваності результатів при багаторазових випробуваннях, що… - забезпечення максимального відображення властивостей матеріалу, а не впливу умов випробувань.

Правила техніки безпеки при виконанні лабораторних робіт

1. До виконання лабораторних робіт допускаються лише ті студенти, що пройшли інструктаж з техніки безпеки та мають відповідний запис у спеціальному журналі.

2. Студентам забороняється вмикати лабораторне устаткування без дозволу лаборанта, або викладача.

3. Перед початком роботи необхідно ознайомитися з особливостями проведення лабораторної роботи, отримати у лаборанта зразки для випробувань.

4. Протягом лабораторної роботи студенти виконують лише ту роботу, яка передбачена планом. Категорично забороняється виконувати інші роботи.

5. Під час виконання лабораторної роботи забороняється ходити без справи по лабораторії, відволікати інших студентів, залишати устаткування без нагляду. Дбайливе ставлення до приладів та устаткування забезпечить їх надійну роту й унеможливить нещасні випадки.

6. Після закінчення виконання лабораторної роботи необхідно виключити обладнання, навести порядок на робочому місті та отримати у викладача відмітку про виконання експериментальної частини роботи.

7. Забороняється приходити до лабораторії у верхньому одязі, вживати їжу чи напої.

8. В разі виникнення надзвичайної ситуації чи нещасного випадку, необхідно негайно сповістити про це викладача та лаборанта й діяти у відповідності до ситуації, що склалася (надати першу допомогу постраждалому, покинути приміщення, тощо).

 

Звіт до кожної лабораторної роботи повинен містити:

1. Вступ, в якому сформульовані мета роботи та основні визначення й поняття.

2. Вихідні характеристики методу випробування та зразків.

3. Первинну діаграму випробування або таблицю з відповідними даними.

4. Таблицю з результатами розрахунків фізичних чи механічних характеристик та відповідні похибки.

5. Відповідні графічні залежності зміни механічних характеристик, що визначалися.

6. Висновки щодо величини виміряних та розрахованих величин й рівня пластичності та міцності досліджуваних матеріалів.

Лабораторна робота №1

ПОБУДОВА ІСТИННИХ ТА УМОВНИХ ДІАГРАМ ДЕФОРМАЦІЇ МАТЕРІАЛУ ПРИ ОДНОВІСНОМУ РОСТЯЗІ

 

Мета роботи: Навчитись визначати істинні та умовні характеристики міцності та пластичності за результатами випробувань стандартних зразків на статичний одновісний розтяг.

 

Теоретичні відомості

Методи випробувань на розтяг стандартизовані. Є окремі стандарти на випробування при кімнатній температурі (ГОСТ 1497-73), при підвищених до 1473 К… Основні вимоги до методики випробувань на розтяг обговорені в стандартах. Ці… Безпосередньо в процесі випробувань записуються діаграми розтягу зразка в координатах «навантаження – видовження». Для…

Методика випробувань та розрахункові співвідношення

Для випробувань на статичний одновісний розтяг найчастіше використовують розривні машини з механічним та гідравлічним приводом (див. рис.1). Перевага цього типу машин полягає в тому, що вони здатні підтримувати постійну швидкість деформування зразка, що необхідно для коректного визначення характеристик міцності та пластичності матеріалу. Швидкість навантаження зразка підбирається таким чином, щоб забезпечити швидкість деформації матеріалу на рівні 10^-3 с^-1 = 2 мм/хв.

Зразки для випробувань на розтяг

1) робоча довжина частина зразка між його ділянками з постійною площею поперечного переріза чи головками для захоплення; 2) початкова розрахункова довжина ділянка робочої довжини, на якій… 3) початковий діаметр робочої частини для циліндричних зразків та початкова товщина і ширина робочої частини для…

Основні характеристики, що визначаються при розтязі

Перехід від пружної до пластичної деформації матеріалу характеризується чотирма критичними рівнями напружень, а саме: Þ межою пропорційності σпц, Þ межою пружності σпр,

Питання до самоконтролю

1. Сформулюйте закон Гука. Поясніть відмінності для анізотропного та ізотропного матеріалів.

2. Які характеристики міцності та пластичності можна визначити за результатами випробувань на одновісний розтяг?

3. Чому на ділянці «0 – σ_т» криві умовної та істинної деформації зразка співпадають, а далі – ні?

4. Чим відрізняються процеси пластичної деформації матеріалу до та після границі міцності?

5. Поясніть причину відмінності ходу кривих істинної та умовної деформації зразка після досягнення границі міцності матеріалу.

6. Якщо збільшити модуль Юнга матеріалу, то як зміниться кут нахилу відповідної ділянки кривої розтягу зразка?

7. У якого матеріалу буде більший коефіцієнт деформаційного зміцнення:

8. Який матеріал більш пластичний – з Ψ₁ = 30% та Ψ₂ = 60 %?