Методика определения по диаграмме растяжения предела пропорциональности, предела прочности и текучести

На диаграмме (рис. 1) по вертикальной оси отложены величины нагрузок Р, а по горизонтальной оси – величины абсолютных удлинений образца Dl.

	Рис. 1. Диаграмма растяжения мягкой стали

 

 

Вначале, до точки Р_пц, идет прямая линия. Это значит, что удлинения пропорциональны нагрузкам, прилагаемым к испытуемому образцу. Нагрузка, соответствующая точке Р_пц, назы-

вается нагрузкой предела пропорциональности. До предела пропорциональности в металле возникают только упругие деформации. Если нагрузку удалить, то образец возвратится в первоначальное состояние и никаких остающихся удлинений в образце обнаружено не будет.

При дальнейшем повышении нагрузки прямолинейность нарушается и прямая переходит в кривую, т.е. происходит нарушение пропорциональности между напряжением и удлинением, и в образце начинают возникать остаточные удлинения. При растяжении образца низкоуглеродистой стали при повышении нагрузки выше Р_пц начинается значительное отклонение

кривой, которая затем переходит в горизонтальную или почти горизонтальную линию, что указывает на то, что в этот момент удлинение образца увеличивается без возрастания нагрузки.

Нагрузка, соответствующая горизонтальному участку на кривой, называется нагрузкой Р_т, соответствующей пределу текучести (физическому).

Если при растяжении образца не образуется горизонтальной площадки, то за нагрузку предела текучести принимают ту нагрузку, которая вызывает остаточное удлинение, равное 0,2 % расчетной длины образца, и обозначают через Р_0,2 нагрузку, соответствующую пределу текучести условному.

После предела текучести нагрузка начинает увеличиваться до максимума в точке Р_max. Наибольшая нагрузка Р_max соответствует пределу прочности (временному сопротивлению).

Дальше в образце начинает образовываться шейка (местное уменьшение сечения образца), нагрузка в связи с этим понижается; наконец, при нагрузке, соответствующей точке Р_к, происходит разрыв образца.

Для определения нагрузки предела пропорциональности провести прямую ОА (рис. 2), совпадающую с прямолинейным участком кривой растяжения. Через точку О провести ось ординат ОР. Затем на произвольной высоте, но в упругих пределах кривой растяжения, провести прямую ВС, параллельную оси абсцисс. На прямой ВС отложить отрезок DE, равный по-

ловине отрезка DF. Через точку Е и начало координат провести прямую ОМ. Нагрузка предела пропорциональности Р_пц определяется точкой касания к кривой растяжения прямой HJ, проведенной параллельно прямой ОМ.

 

 

Предел пропорциональности s_пц, Па, определяют по формуле:

 

Для определения нагрузки предела текучести существуют два способа. Первый способ. При наличии на диаграмме растяжения ясно выраженной площадки текучести по ней определяют нагрузку физического предела текучести (рис. 3б).

Предел текучести (физический) s_т, Па, определяют по формуле:

 

 

а б

	Рис. 3. Определение по диаграмме растяжения нагрузки предела текучести

Второй способ. Если на диаграмме растяжения нет площадки текучести, то можно определить нагрузку Р_0,2 условного предела текучести, для чего надо провести прямую АО (рис. 3а), совпадающую с прямолинейным участком кривой растяжения. Через точку О провести ось ординат ОР. От точки О вправо надо отложить участок ОВ, величина которого равна величине заданного остаточного удлинения, т.е. 0,2 % от начальной расчетной длины образца (l₀), увеличенного до масштаба диаграммы растяжения (например, в 100 раз, если диаграмма получена с масштабом 100:1). Из точки В надо провести прямую ВС, параллельную прямой ОА. Точка D пересечения прямой ВС с кривой растяжения определит высоту ординаты, т.е. нагрузку Р_0,2, соответствующую условному пределу текучести.

Предел текучести (условный) s_0,2, Па, определяют по формуле:

 

Временный предел прочности определяют по формуле:

 

.