Цель работы: научиться
определять основные механические характеристики материалов на основе анализа
диаграмм растяжения
В результате испытания материала
получают первичную (машинную) диаграмму растяжения, которая строится в
координатах «нагрузка- абсолютное удлинение (деформация)» /P-∆l Где: P – нагрузка (Н)/;
∆l- абсолютное
удлинение (м) определяется разностью между удлинением образца после
нагружения /lk/ и его исходной длиной
/l0/ (отображается на машинной
диаграмме);
В зависимости от
деформационных особенностей материала различают в основном три типа диаграмм
растяжения, приведенных на рис. 1.




|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис1.а. Первичная диаграмма с условным (неявным) пределом
текучести
|
|
|
Рис1.б Первичная диаграмма с
физическим (явным) пределом текучести
|
|
|
Рис1.в Первичная диаграмма с «зубом текучести»
|
|
|
Для
определения механических характеристик материалов первичную диаграмму
перестраивают в диаграмму условных напряжений, которая строится в координатах «
механическое напряжение – относительное удлинение (деформация)» /σ-δ/
Механическое напряжение
/σ/ определяется отношением нагрузки действующей
на образец к его текущей площади поперечного сечения. Для диаграммы условных
напряжений определяют условные механические напряжения как отношением нагрузки
к исходной площади образца;
σ=
P/ F0 ;
F0 – исходная
(начальная) площадь образца (м2);
Относительное удлинение /δ/
определяется как отношение абсолютного удлинения образца к его первоначальной
длине:
δ= (∆l/l0)·100%;
Вид условной
диаграммы диаграммы растяжения отличается от машинной только масштабом, так как
значения P σ и ∆l δ пропорциональны. Условные диаграммы растяжения
представлены на рис 2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
 |
|
|
|
Рис 2.а. Условная диаграмма с условным (неявным)
пределом текучести
|
|
|
Рис 2.б Условная диаграмма с физическим (явным) пределом
текучести
|
|
|
Рис 2.в Условная диаграмма с «зубом текучести»
|
|
|
По диаграмме
условных напряжений в основном определяют следующие механические
характеристики:
Относительное удлинение
(полное удлинение) δ, %(Определяется по условной диаграмме в точке
разрушения образца);
Остаточное удлинение δ0.2
(δ0.1 δ0.05) /Удлинение образца обусловленное
необратимым формоизменением последнего под действием механизмов
пластической деформации (определяется после снятия нагрузки)/
Предел прочности σв
,Па/Напряжение на условной диаграмме растяжения соответствующее
максимальной точке/;
Предел пропорциональности
(предел упругости) σпц (σу) , Па/Напряжение
на условной диаграмме, соответствующее максимальной точке в которой наблюдается
линейная зависимость между σ и δ/;
Физичеcкий предел текучести σт , Па /Напряжение
на условной диаграмме соответствующее наименьшей точке площадки текучести.
Определяется на диаграмме тип 2./ ;
Условный предел текучести σ0.2
, Па/Напряжение на условной диаграмме соответствующее остаточному
удлинению в 0.2%, определяется на диаграмме тип1/
Физические верхний и нижний пределы текучести
σвт , σнт , Па /Напряжения на условной
диаграмме соответствующие максимальной и минимальной точкам в области текучести
материала. Определяется на диаграмме тип 3./;
Истинное сопротивление разрыву
Sk ,
Па /Напряжение определяется отношением приложенной нагрузки к образцу в месте
разрушения к его площади поперечного сечения в момент разрушенияSk= Pк/ Fk /;
Модуль упругости E , Па /Характеризует упругие свойства материала.
Определяется отношением напряжения на линейном участке условной диаграммы к
относительному удлинению на этом участке E=(σ*100)/δ
(%)/;
*По образцу определяют относительное
сужение Ψ, % / Определяется отношением приращения площади образца к
его первоначальной площади:
Ψ=(∆F/F0) ·100%;
Где: ∆F -Разность между начальной площадью поперечного сечения
образца /F0/ и площадью в момент
разрушения образца /Fk/;
1. Определение предела прочности
2. Определение предела
пропорциональности



3. Определение физического предела
текучести:







4. Определение
условного предела текучести
5. Определение модуля упругости
6. Определение истинного сопротивления разрыву:
6. Определение остаточного и полного удлинения образца
Порядок выполнения работы:
По предложенной машинной
диаграмме и исходным данным вычертить диаграмму условных напряжений. Определить
указанные в задании механические характеристики.
Исходные данные:




a
0- исходная ширина образца, мм




а
k- ширина образца в месте разрыва






























l
0 – исходная длина образца