Механические испытания образцов
Проведение статических испытаний металла на растяжение. Расчет на прочность и жесткость элементов конструкций. Устройство разрывной испытательной машины. Определение характеристик пластичности материала. Расчёт предела текучести испытываемого образца.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.10.2014 |
| Размер файла | 307,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Содержание
Введение
Цель работы
Оборудование и исходные материалы
Ход работы и расчетная часть
Результаты испытаний на растяжение цилиндрического образца
Вывод
Введение
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.
Металлы и сплавы, используемые в качестве конструкционных материалов, должны обладать определенными механическими свойствами - прочностью, упругостью, пластичностью, твердостью.
Цель работы
1. Ознакомиться с проведением испытания на растяжение.
2. Получить диаграмму растяжения.
3. Определить характеристики пластичности материала.
4. Определить характеристики прочности материала.
Оборудование и исходные материалы
Разрывная испытательная машина, соответствующая требованиям ГОСТ 28840.
Штангенциркуль, соответствующий требованиям ГОСТ 166.
Металлическая линейка, соответствующая требованиям ГОСТ 427.
Стальной образец.
Ход работы и расчетная часть
В расчетах на прочность и жесткость элементов конструкций необходимо знать механические свойства материалов, из которых они будут изготовлены. Эти свойства определяются экспериментально при механических испытаниях образцов из конкретных материалов. При испытаниях оцениваются характеристики прочности, пластичности и упругости.
Механические испытания можно классифицировать по характеру приложения нагрузок во времени:
статические;
динамические;
усталостные или повторно-переменные.
Условия испытания представлены в Государственных стандартах. Существуют стандарты на следующие основные виды нагружения: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение и изгиб. Испытания на растяжение во многих случаях позволяют достаточно верно судить о поведении материала и при других видах нагружения.
Растяжением (сжатием) называется такой вид нагружения, при котором внешние силы создают в поперечном (перпендикулярном оси) сечении стержня только один внутренний силовой фактор - продольную растягивающую (сжимающую) силу.
Для испытания на растяжение чаще используются образцы круглого, реже прямоугольного поперечного сечений.
Рис. 1. Внешний вид образца
Ниже приведена диаграмма растяжения металла (рис. 2).
Пластичность - это свойство материала получать большие остаточные (необратимые) деформации без разрушения.
Хрупкость - способность материала разрушаться без заметных остаточных деформаций.
На диаграмме, показанной на рисунке, приведены характерные точки: FП - сила, соответствующая пределу пропорциональности; FT - сила, соответствующая пределу текучести; FУпр - сила, соответствующая пределу упругости; Fmax = FB - сила, соответствующая пределу прочности.
Рис. 2 Диаграмма растяжения
Измерим образец штангенциркулем: его длину и диаметр. Запишем данные в таблицу. Установим образец в испытательную машину и зададим шкалу нагрузки, равную 2т. Наблюдаем, что под действием нагрузки, Vg = 2,5 мм/мин и t0 C = 200 образец удлиняется.
В этот же момент тензометр отображает данные на бумаге-миллиметровке. По этим показателям мы можем выявить в какой момент времени и при какой нагрузке произошло разрушение образца. После опыта извлекаем образец из испытательной машины и выполняем повторные измерения длины и диаметра штангенциркулем.
Найдем маcштаб (Mp),кг/мм, по формуле
(1)
Найдём площадь поперечного сечения А0, ммІ, до разрыва по формуле
, (2)
где d0 - первоначальный диаметр образца.
Размещено на http://allbest.ru
Найдём площадь поперечного сечения в месте разрыва (), ммІ, по формуле
, (3)
где d - диаметр образца после разрыва.
Предел текучести -- механическое напряжение ут, отвечающее нижнему положению площадки текучести на диаграмме деформирования материала.
В случае, если такая площадка отсутствует, что характерно, например, для хрупких тел, вместо ут используется условный предел текучести у0,2, который соответствует напряжению, при котором остаточная (пластическая деформация) составляют 0,2 % от длины испытываемого образца.
Предел текучести (),Н/мм2 (кгс/мм2), вычисляют по формуле
, (4)
где P0,2 - нагрузка условного предела текучести.
Предел упругости - это наибольший уровень условного напряжения, при котором материал проявляет упругие свойства, заключающиеся в том, что образец практически полностью восстанавливает свои первоначальные размеры после снятия внешней нагрузки.
Предел упругости (), Н/мм2 (кгc/мм2), вычисляют по формуле
, (5)
где Рк - нагрузка, соответствующая пределу упругости.
Предел прочности -- механическое напряжение , выше которого происходит разрушение материала. Согласно ГОСТу 1497-84 более корректным термином является «Временное сопротивление разрушению», то есть напряжение, соответствующее наибольшему усилию, предшествующему разрыву образца при (статических) механических испытаниях.
При определении временного сопротивленияскорость деформирования должна быть не более 0,5 от начальной расчетной длины образца l0, выраженной в мм/мин.
Временное сопротивление (), Н/мм2 (кгс/мм2), вычисляют по формуле
, (6)
где Рв - наибольшая нагрузка на образец.
Характеристиками пластичности измеряют дефформативную реакцию твёрдых тел, т.е. их способность изменять свои размеры под воздействием нагрузок. Пластичность материала характеризуют две величины:
Относительное остаточное удлинение образца.
Относительное остаточное сужение поперечного сечения.
Относительное удлинение образца после разрыва (рис. 3) - это отношение приращения длины образца после разрыва к его первоначальной расчетной длине, выраженное в процентах.
Относительное равномерное удлинение (), %, вычисляют по формуле
, (7)
где lк - длина образца после разрыва;
l0- первоначальная длина образца
Рис. 3 Образец после разрыва
растяжение текучесть пластичность металл
Относительное сужение после разрыва (), %, вычисляют по формуле
(8)
Результаты вычислений
|
l0 (мм) |
d0 (мм) |
lк (мм) |
dк (мм) |
0,2 (кг/мм2) |
в (кг/мм2) |
к (кг/мм2) |
F0 (мм2) |
FК (мм2) |
P0,2 (кг) |
Pв (кг) |
Pк (кг) |
(%) |
Ш (%) |
|
|
25,0 |
5,0 |
29,8 |
3,2 |
75,82 |
88,05 |
122,41 |
19,625 |
8,0384 |
1488 |
1728 |
984 |
19,2 |
59,04 |
Вывод
Данный эксперимент позволил ознакомиться с проведением испытания на растяжение гладких цилиндрических образцов, получить диаграмму растяжения, определить характерные точки и дать качественную и количественную оценку механическим свойствам материала.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ поведения материала при проведении испытания на растяжение материала и до разрушения. Основные механические характеристики пропорциональности, текучести, удлинения, прочности, упругости и пластичности материалов металлургической промышленности.
лабораторная работа [17,4 K], добавлен 12.01.2010Определение геометрических характеристик поперечного сечения бруса. Расчет на прочность и жесткость статических определимых балок при плоском изгибе, построение эпюры поперечных сил. Расчет статически не определимых систем, работающих на растяжение.
контрольная работа [102,8 K], добавлен 16.11.2009Изучение методики испытаний на растяжение и поведение материалов в процессе деформирования. Определение характеристик прочности материалов при разрыве. Испытание механических характеристик стальных образцов при сжатии. Определение предела упругости.
лабораторная работа [363,0 K], добавлен 04.02.2014Выбор материала, его характеристик и допускаемых напряжений. Расчет прочности и жесткости балок и рам, ступенчатого стержня и стержня постоянного сечения, статически неопределимой стержневой системы при растяжении-сжатии и при кручении. Построение эпюр.
курсовая работа [628,4 K], добавлен 06.12.2011Сущность статических испытаний материалов. Способы их проведения. Осуществление испытания на растяжение, на кручение и изгиб и их значение в инженерной практике. Проведение измерения твердости материалов по Виккерсу, по методу Бринеля, методом Роквелла.
реферат [871,2 K], добавлен 13.12.2013Испытания на твердость металла с помощью метода измерения по Бринеллю. Устройство и принцип работы твердомера. Поиск предела прочности и текучести материала. Связь между напряжениями и деформациями. Поверхностная и объемная твердость материалов.
контрольная работа [700,4 K], добавлен 06.11.2012Контроль механических свойств изделия: метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. Отбор образцов, подготовка и проведения испытаний, определение предела текучести. Оборудование для ультразвукового контроля.
курсовая работа [889,8 K], добавлен 13.11.2012Методика определения твердости по Бреннелю, Роквеллу, Виккерсу. Схема испытаний на твердость различными способами. Продолжительность выдержки образца под нагрузкой. Основные методы внедрения в поверхность испытываемого металла стандартных наконечников.
лабораторная работа [6,3 M], добавлен 12.01.2010Проведение испытаний на усталость и определение долговечности и начала разрушения машины, подвергнутой действию напряжения - переменного изгиба в одной плоскости по симметричному циклу. Определение коэффициента запаса и момента сопротивления изгибу.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 02.12.2012Определение главных напряжений в опасной точке, необходимые расчеты и порядок проверки их истинности. Расчет на прочность конструкций типа кронштейнов, подвесок, валов, элементы которых работают на равномерное растяжение, сжатие. Проектирование балки.
курсовая работа [311,9 K], добавлен 08.11.2009Геометрические характеристики плоских сечений, зависимость между ними. Внутренние силовые факторы; расчеты на прочность и жесткость при растяжении-сжатии прямого стержня, при кручении прямого вала. Определение прочности перемещений балок при изгибе.
контрольная работа [1,9 M], добавлен 20.05.2012Разрушающие методы контроля с целью получения необходимых характеристик сварного соединения. Испытание образцов статическим растяжением. Микроструктурный анализ с помощью специальных микроскопов. Варианты пневматических и виды гидравлических испытаний.
контрольная работа [235,6 K], добавлен 28.01.2010Проверка прочности ступенчатого стержня при деформации растяжение и сжатие. Расчет балки на прочность при плоском изгибе. Определение статически определимой стержневой системы, работающей на растяжение. Сравнение прочности балок различных сечений.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 18.05.2015Проведение испытаний на ударный изгиб на маятниковых копрах с целью оценки склонности металла к хрупкому разрушению. Сравнение особенностей поломки материала от усталости и статической нагрузки. Определение критериев конструкционной прочности деталей.
контрольная работа [2,6 M], добавлен 29.07.2010Изучение свойств материалов, установления величины предельных напряжений. Условный предел текучести. Механические характеристики материалов. Испытание на растяжение, сжатие, кручение, изгиб хрупких материалов статической нагрузкой. Измерение деформаций.
реферат [480,5 K], добавлен 16.10.2008Надежность машин и критерии работоспособности. Растяжение, сжатие, кручение. Физико-механические характеристики материала. Механические передачи вращательного движения. Сущность теории взаимозаменяемости, подшипники качения. Конструкционные материалы.
курс лекций [2,8 M], добавлен 13.06.2012Принцип работы гребного вала морского судна. Основные факторы разрушения. Измерения твердости по Бринеллю. Схема вдавливания индентора в тело заготовки. Определение предела текучести, кривая Веллера. Динамические испытания на изгиб образцов с надрезом.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.03.2014Зависимость свойств материалов от вида напряженного состояния. Критерии пластичности и разрушения. Испытание на изгиб. Изучение механических состояний в зависимости от степени деформирования. Задачи теорий пластичности и прочности. Касательное напряжение.
презентация [2,7 M], добавлен 10.12.2013Характеристика основных механических свойств металлов. Испытания на растяжение, характеристики пластичности (относительное удлинение и сужение). Методы определения твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу; ударной вязкости металлических материалов.
реферат [665,7 K], добавлен 09.06.2012Схема процесса коррозионного растрескивания под напряжением (КРН). Сравнительные испытания стойкости металла вблизи шва и основного металла труб 12х1220 мм из стали 17Г1С-У и 17,8х1220 мм из стали К60 к КРН. Анализ состояния образцов после испытаний.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 27.09.2012
