УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Перед выполнением работ студенты проходят инструктаж по технике безопасности и расписываются в ведомости о прохождении инструктажа.
Лабораторные работы выполняются в соответствии с рабочей программой курса по каждой специальности.
При подготовке к выполнению лабораторной работы студент должен изучить соответствующие разделы курса, цель, содержание и методику выполнения работы, устройство и принцип работы испытательных машин, установок и приборов.
Журнал лабораторных работ ведется индивидуально. С каждым студентом проводится собеседование по выполненной работе.
В связи с тем, что испытательная техника в лаборатории проградуирована в системе МКС, использована следующая система перевода единиц измерения в системе МКС и СИ:
- сила – 1 кгс = 10 Н,
- напряжение – 1 кгс/см² = 0,1 МПа = 10⁵ Н/м²,
- момент – 1 кгс•см = 0,1 Н•м,
- сила веса: создаваемая массой 1 кг = 10 Н.

Лабораторная работа №1-а
Испытание на растяжение стального образца

Цель работы: Получение диаграммы растяжения, определение основных механических характеристик, изучение характера разрушения образца.

1.1. Общие сведения

Для испытания на растяжение используется образец круглого сечения диаметром d = 10 мм в соответствии с ГОСТ 1491-84, показанный на рис. 1.1. На образце имеются две риски, расстояние между которыми соответствует расчетной длине образца l₀ = 100 мм.

Рис. 1.1.

Испытания проводятся на универсальной испытательной машине УИМ – 50.
Диаграммы растяжения, получаемые на испытательных машинах, могут иметь вид, показанный на рис. 1.2.
Диаграмма 1 типична для малоуглеродистых сталей, диаграмма 2 – для высококачественных легированных сталей.

На диаграммах: ОА – зона упругости, АВ – зона общей текучести (для высококачественных сталей не обнаруживается), ВС – зона упрочнения и начало образования шейки – местное сужение образца, СД – зона местной текучести.

Рис. 1.2. b 1.3.

При испытании образца необходимо определить следующие основные механические характеристики материала.
Предел текучести – напряжение, при котором происходит рост деформации без заметного увеличения нагрузки

σ_T = P_T/F₀ где Р_T – нагрузка, соответствующая пределу текучести; F₀ – площадь сечения образца до нагружения.

В тех случаях, когда на диаграмме отсутствует площадка текучести, в качестве предела текучести принимают напряжение, при котором остаточная относительная деформация ε_ост =0,2%. В этом случае

σ_T = σ_0.2 = P_0.2/F₀

Практически нагрузку, соответствующую условному пределу текучести Р_0,2, рекомендуется определять по месту перелома диаграммы (точки А, В, рис. 1.2).
Предел прочности или временное сопротивление – это отношение максимальной силы Р_В, которую выдерживает образец, к первоначальной площади поперечного сечения F₀:

σ_B = P_B/F₀
где Р_B – нагрузка, соответствующая пределу прочности; σ_B – условная величина, т. к. точка С диаграммы соответствует появлению шейки в образце.
Истинные напряжения в месте образования шейки значительно больше расчетных: σ_И = P_B/F где F – площадь сечения образца в месте образования шейки.

На рис. 1.3 показана диаграммы истинных – 1 и условных – 2 напряжений, из которых видно, что в момент разрыва (точка Д) истинные напряжения значительно больше условных.
Средняя остаточная относительная деформация после разрыва вычисляется по формуле

δ_ост = (l -l₀)/l₀ · 100%, где l – расстояние между рисками после разрыва; l₀ – расчетная длина.

1.2. Порядок проведения работы В процессе проведения испытания к образцу прикладывается медленно возрастающая растягивающая нагрузка до разрушения образца. Диаграммный аппарат вычерчивает диаграмму растяжения в координатах: нагрузка Р – абсолютное удлинение Δl.
Масштабы: оси нагрузок - μ_P = 50 кг/мм = 0,49 кн/мм; оси удлинений - μ_Δl = 0,5 мм/мм.
После проведения испытаний необходимо измерить диаметр шейки образца d и расстояние между рисками l.
Примерный вид диаграммы показан на рис. 1.4.

Рис 1.4. Из диаграммы определяются:
а) нагрузки, соответствующие пределу текучести P_T = h_T · μ_P и пределу прочности P_P = h_P · μ_P;
б) масштаб напряжений μ_σ = μ_P / F₀;
в) истинное напряжение в момент разрыва σ_И = P_P / F которое сравнивается с условным σ_Y = P_P / F₀.

1.3. Образец отчета

Лабораторная работа №1-а
Испытание на растяжение стального образца 1.3.1. Цель работы: 1.3.2. Испытательная установка: Универсальная испытательная машина УИМ – 50. 1.3.3. Форма и размеры образца (рис.1.1). 1.3.4. Результаты испытаний

Таблица 1.1

До испытания	После испытания
d₀ = м l₀ = м F₀ = м²	d = м l = м F = м²
δ_ост = (l -l₀)/l₀ · 100%,

Диаграмма растяжения

Вычисления:

P_T = h_T · μ_P =	P_B = h_B · μ_P =	P_P = h_P · μ_P =
σ_T = P_T / F₀ =	σ_B = P_B / F₀ =
σ_И = P_P / F =	σ_Y = P_P / F₀ =	σ_И / σ_Y = d₀² / d² =

Р_T , кН	Р_B , кН	Р_P , кН	σ_T , МПа	σ_B , МПа	σ_И , МПа	σ_Y , МПа	σ_И / σ_Y

Предполагаемая марка стали (табл. 1.3)
1.3.5. Выводы:

Работу принял _____
«____»_______200 г

Примечание: в выводах необходимо отметить:
как происходит разрушение образца;
какова величина относительного удлинения при разрушении;
совпадает ли диаграмма растяжения с диаграммой истинных напряжений;
почему истинные напряжения больше условных.

Таблица 1.3

Основные механические характеристики для различных марок сталей
Марка стали	Предел прочности σ_B, МПа	Предел текучести σ_T, МПа	Относительное удлинение δ, %
Сталь 0 Сталь 1 Сталь 2	320-470 320-400 340-420	190 --- 220	22 33 31
Сталь 3	380-400 410-430	240	27 26
Сталь 4	420-440 450-480 490-520	260	26 20 23
Сталь 5	500-530 540-570 580-620	280	21 20 19
Сталь 6	600-630 640-670 680-720	310	15 14 13
Сталь 7	700-740 750-790 800 и более	---	11 10 9

Главная| Содержание| Скачать архив (1,10 МБ)