Реферат: Испытание материалов на растяжение и сжатие

Преподаватель

____________Никонова Г.А.

«___»_____________2010

Исполнитель

Студент группы ИСТ-1-08

______________Прыгунова Е.В.

«____»__________2010

Волгоград 2010

Испытания материалов на растяжение и сжатие

При проектировании строительных конструкций, машин и механизмов инженеру необходимо знать значения величин, характеризующих прочностные и деформативные свойства материалов. Их можно получить путем механических испытаний, проводимых в эксперименталь­ных лабораториях на соответствующих испытательных машинах. Таких испытаний проводится много и самых различных, например испытания на твердость, сопротив­ляемость ударным и переменным нагрузкам, противодействие высоким температурам и т.д.

Испытания на растяжение

Наибольшую информацию о механических свойствах металлов можно получить из статических испытаний на растяжение. Испытания прово­дятся в соответствии с ГОСТ 1497—84.

Для испытания на растяжение применяют образцы специальной формы — цилиндрические или плоские (рис. 1).

Рис. 1

Образцы имеют рабочую часть с начальной длиной l₀ , на которой определяется удлине­ние, и головки с переходным участком, форма и размеры которых зависят от способов их крепления в захватах машины. Различают длинные образцы с отношением l₀ /d₀ = 10 и короткие — l₀ /d₀ = 5. Размеры образцов делают стандартными для того, чтобы результаты испытаний, полученные в разных лабораториях, были сравнимы.

Испытания проводят на разрывных или универсаль­ных машинах. В зависимости от метода приложения нагрузки машины бывают с механическим или гидрав­лическим приводом. Они обычно выпускаются с вертикальным расположением образа. Передача усилия на образец осуществляется через захваты. Для центральной передачи усилия на образец в машинах имеются специ­альные устройства. Все машины снабжены устройством для автоматической записи в определенном масштабе диаграммы растяжения, т. е. графика зависимости меж­ду растягивающей силой F и удлинением образца Δl.

В настоящее время начинают широко применяться испытательные машины нового поколения — универсальные машины с использованием современной микроэлектроники, которая позволяет полностью автоматизировать ход испытаний и управлять им, начиная от пуска машины до вывода полученных результатов измерений на дисплей и графопостроитель.

Испытания на сжатие

Для испытания металлов на сжатие применяется цилиндрические образцы с отноше­нием высоты к диаметру в пределах 1,5..,3, Применение более длинных образцов недопустимо, так гак такие об­разцы могут искривляться и тем самым искажать резуль­таты испытаний. Следует обратить внимание на некото­рую условность получаемых результатов из-за наличия сил трения в опорных поверхностях образца. Поэтому стараются ослабить влияние сил трения введением раз­личных смазок или приданием конусной формы торцевым поверхностям образца.

Испытание на сжатие осуществляется обычно при по­мощи тех же испытательных машин с применением спе­циальных приспособлений (реверсоров).

Диаграммы растяжения пластичных и хрупких материалов

Диаграмма низкоуглеродистой стали

Записанная с по­мощью специального устройства на испытательной машине диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали изображена на рис. 2. Из этой группы сталей наиболь­шее применение для строительных конструкций находит сталь марки Ст3 и Ст3Гпс.

Рис. 2

В начальной стадии нагружения до некоторой точки А диаграмма растяжения представляет собой наклонную прямую, что указывает на пропорциональность между нагрузкой и деформацией — справедливость закона Гука. Нагрузка, при которой эта пропорциональность еще не нарушается, на диаграмме обозначена через F_пц и ис­пользуется для вычисления предела пропорциональности:

σ_пц = F_пц /А₀

Пределом пропорциональности σ_пц называется наибольшее напряжение, до которого существует прямо пропор­циональная зависимость между нагрузкой и деформацией. Для Ст3 предел пропорциональности приблизительно ра­вен σ_пц = 195…200 МПа.

Зона ОА называется зоной упругости. Здесь возникают только упругие, очень незначительные деформации. Данные, характеризующие эту зону, позволяют определить значение модуля упругости Е.

После достижения предела пропорциональности деформации начинают расти быстрее, чем нагрузка, и диаграмма становится криволинейной. На этом участке в не­посредственной близости от точки А находится точка В, соответствующая пределу упругости.

Пределом упругости σ_уп называется максимальное на­пряжение, при котором в материале не обнаруживается признаков пластической (остаточной) деформации.

Предел упругости существует независимо от закона прямой пропорциональности. Он характеризует начало перехода от упругой деформации к пластической.

У большинства металлов значения предела пропорциональности и предела упругости незначительно отлича­ются друг от друга. Поэтому обычно считают, что они практически совпадают. Для стали Ст3 σ_уп = 205...210 МПа.

При дальнейшем нагружении криволинейная часть диаграммы переходят в почти горизонтальный участок CD — площадку текучести. Здесь деформации растут практически без увеличения нагрузки. Нагрузка F_т , соот­ветствующая точке D, используется при определении фи­зического предела текучести:

σ_т = F_т /А₀

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--