Методи визначення міцності

Границю міцності при стиску визначають випробуванням на гідравлічних, механічних або гідромеханічних пресах (фото1.4) зразків, форма, розмір і кількість яких є стандартними для відповідних матеріалів. З цією метою використовують зразки правильної геометричної форми (куби, циліндри, призми).

Границю міцності при стиску R_ст, МПа (кгс/см²), обчислюють за формулою:

, (1.9)

де P - руйнівне навантаження (сила), МН ( кгс);

F - площа поперечного перерізу зразка до випробування, м² (см²).

Руйнівну силу визначають безпосередньо на силовимірювачі преса. Площу поперечного перерізу зразка F, см², визначають за результатами вимірювання лінійних розмірів зразків, яке проводять перед випробуванням.

Рис 1.4. Прес для визначення міцності

Для визначення міцності при стиску мінеральних в’яжучих речовин (портландцементу, гіпсових в’яжучих тощо) використовують половинки стандартно виготовлених зразків-балочок розмірами 4x4x16 см, що залишаються після випробування міцності при згині. При випробуванні таких зразків застосовують спеціальні металеві пластинки площею 25 см2 (рис 1.5).

 

Рис. 1.5. Розташування зразка (половинки балочки) при визначенні міцності при стиску : 1, 3- нижня та верхня плита пресу, 2 – металеві пластинки, 4 – зразок матеріалу

 

Для порівняльної оцінки ефективності різних матеріалів використовують коефіцієнт конструктивної якості К_к.я., МПа, який характеризується відношенням границі міцності при стиску (або розтягу) до відносної густини і розраховується за формулою:

, (1.10)

де R_ст - границя міцності при стиску, МПа;

d - відносна густина матеріалу (безрозмірна величина, див. формулу 1.4).

Найбільш ефективними є матеріали, які є легкими та міцними. Наприклад, усереднені значення К_к.я., МПа, становлять: для цегли – 11, важкого бетону – 21, сталі – 52, сосни – 95, СВАМ (скловолокнистий анізотропний матеріал) - різновиду склопластику - 225.

Границю міцності при згині визначають за допомогою пресів або універсальних випробувальних машин типу “МИИ-100” (фото 1.6). Для цього використовують зразки матеріалів у вигляді призм квадратного або прямокутного перерізу з розмірами, встановленими відповідними стандартами, а також натурні зразки (цегла, черепиця тощо), розташовуючи їх на двох опорах.

Визначаючи міцність при згині стандартних зразків-балочок розмірами 4x4x16 см на універсальних машинах типу “МИИ-100” границю міцності R_зг фіксують за показником лічильника у кгс/см², а потім перераховують отримане значення у МПа.

 

Рис.1.6. Випробувальна машина “МИИ-100” для визначення границі міцності при згині