Определение условного предела текучести при испытании на растяжение, страница 2

При приближении к значению 0,2% остаточного удлинения для повышения точности определения F_o,2ступени нагружения нужно брать меньшими: после прохождения значения 0,2% оста­точного удлинения испытание можно прекратить.

Оценка результатов испытания

Условный предел текучести s₀,₂ определяется графическим спо­собом. Для этого значения полного и остаточного удлинений откладываются в прямоугольных координатах в зависимости от соответствующих ступеней нагружения. В результате полу­чаются схематически показанные на рис. 27 кривые. На рас­стоянии 0,2% остаточного удлинения проводится прямая, парал­лельная прямой Гука. Точка пересечения этой прямой с кривой полного удлинения дает необходимую для расчета s₀,₂ силу F_o,2.

При определении F_o,2по кривой остаточного удлинения в точке, соответствующей 0,2% остаточного удлинения, проводится пер­пендикуляр, пересекающий эту кривую также в точке, соответ­ствующей F_o,2. s₀,₂ с учетом исходной площади поперечного сече­ния A₀ рассчитывается по формуле

s₀,₂ = F_o,,2/А₀, Н/мм².

Если при проведении испытания нулевая точка смещается на величину предварительной нагрузки, то для расчета а₀,₂ нужно взять определённую графическим способом силу F_0,2.

При точном проведении испытания определенные обоими спо­собами характеристики должны быть одинаковы.

3. Определение предела упругости s_0,01 и модуля упругости Е при испытании на растяжение

Постановка задачи

По испытанию на растяжение при комнатной температуре нужно определить предел упругости ст₀,₀₁ и модуль упругости Е углеродистой стали.

Приборы и принадлежности

Разрывная машина (максимально необходимая испытательная нагрузка F_max — 200 кН при поперечном сечении образца не более 200 мм²), захваты для образцов на растяжение с резьбовыми головками или головками с буртиками, индуктивный тензометр высокой разрешающей способности, штангенциркуль.

Основные положения

Предел упругости s_0,01 характеризует прочность металличе­ских материалов в области очень малых деформаций и на практике часто принимается в качестве технического предела упругости. Он используется для расчета размеров конструкций и деталей, подвергаемых преимущественно статическим нагрузкам, и позво­ляет сравнить свойства различных материалов в разных со­стояниях.

Предел упругости определяет ту растягивающую нагрузку, которая вызывает остаточное удлинение образца, равное 0,01% его первоначальной длины, и находится по диаграмме растяжения или по отношению действующей при этом условном пределе теку­чести силы F_0,01 к исходному поперечному сечению образца А₀:

s_{0,01 =} F_0,01 /A₀, Н/мм².                                                    (1)

Модуль упругости Е представляет константу материала, ха­рактеризующую обусловленную нагрузкой деформацию конструк­ции или детали в пределах действия закона Гука. Он служит кон­структорам в качестве расчетной величины при определении проч­ности конструкций и, кроме того, позволяет сравнивать свойства различных материалов или их состояний. Модуль упругости Ё определяется как отношение растягивающего напряжения а к упругой деформации образца е:

E = s/e, Н/мм².                                                                (2)

На диаграмме растяжения модуль упругости можно предста­вить как тангенс угла наклона прямой Гука.

Для определения предела упругости а₀₎₀₁ и модуля упру­гости Е при испытании на растяжение требуются приборы для измерения удлинений с высокой чувствительностью и разреша­ющей способностью. Этому требованию удовлетворяют индуктивные тензометры, которые все в большей мере заменяют в испыта­тельных лабораториях наиболее широко применявшиеся прежде зеркальные измерительные приборы системы Мартенса.