Сопротивление материалов: Практикум по лабораторным работам, страница 3

Если твердость поверхности для стали , а для цветных металлов , то в этом случае  расчет твердости по вдавливанию шарика оказывается неудобным из-за малых размеров полученного отпечатка. По этой причине для указанных случаев вместо шарика рекомендуется вдавливать алмазную призму и замерять глубину ее проникновения. Замеры глубины проникновения выполняются
при нагружении начальной  и рабочей  силами (рис.2.1.б).
Разность полученных размеров определяет твердость поверхности, выраженную в единицах .

2.2. Измерение твердости по Бринеллю

Измерение твердости по Бринеллю необходимо провести в следующем порядке:

1. Положить образец на столик пресса Бринелля и довести образец до соприкосновения с шариком.

2. Дать нагрузку на шарик  в течение 30с для получения отпечатка на поверхности материала.

3. Сдвинуть образец на столике и сделать на нем еще два отпечатка. Центр отпечатка должен находиться от края образца на расстоянии не менее диаметра шарика , а от центра соседнего отпечатка – на расстоянии не менее двух диаметров шарика - .

4. Измерить диаметры отпечатков с помощью микроскопа. Измерение диаметров каждого отпечатка производиться в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

5. Подсчитать среднее из всех выполненных измерений значение диаметра отпечатка, а по нему площадь шаровой поверхности отпечатка:

,

где  - диаметр отпечатка.

6. Определить число твердости по Бринеллю:

  кгс/мм²

7. Воспользовавшись числом твердости по Бринеллю, сделать приближенный расчет временного сопротивления материала

8. Результаты измерений свести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1.

Результаты испытания твердости по Бринеллю

Материал	№ отпечатка	Диаметр отпечатка					, МПа
1. Дюраль	1 2 3	0,995 0,99 0,975	1,025 1,048 1,042	1,01 1,019 1,0085	74,936 73,376 74,929	74,414	256
2. Сталь	1 2 3	0,587 0,601 0,641	0,622 0,62 0,659	0,6045 0,6105 0,65	212,3 212,3 187,32	203,97	700
3. Латунь	1 2 3	0,859 0,840 0,799	0,926 0,943 0,821	0,8925 0,8915 0,81	96,5 96,5 117,9	103,648	471

2.2. Измерение твердости по Роквеллу

Измерение твердости по Роквеллу необходимо провести в следующем порядке:

1. Положить образец на столик прибора Роквелла и довести его до соприкосновения с шариком.

2. Приложить к шарику предварительную нагрузку 10 кгс и вращением шкалы индикатора прибора Роквелла совместить деление В30 с положением стрелки.

3. Увеличить нагрузку до  и взять отсчет по индикатору. Деления индикатора даны в единицах твердости по Роквеллу.

4. Трижды повторить опыт и посчитать число твердости как среднее из трех значений.

5. Составить таблицу результатов, аналогичную табл. 2.1.

Расстояние центра отпечатка от края образца или от центра другого отпечатка при испытании шариком на приборе Роквелла должно быть не менее 4 мм.

Лабораторная работа №3.
Определение модуля продольной упругости

Цель работы – экспериментальное определение модуля упругости стали  посредством испытания образца на растяжение.

Работа выполняется на универсальной машине УММ-10 или разрывной машине Р-5 (описание машины см. в лаб. раб. №1). Для измерения деформации применяются два рычажных тензометра, устанавливаемые на разные стороны образца. Деформация рассчитывается как средняя из показаний обоих тензометров ввиду возможного внецетренного приложения растягивающей силы и, следовательно, неравномерного распределения напряжений в образце.

Порядок проведения работы:

1.  Замерить размеры поперечного сечения образца.

2.  Вставить образец в захваты машины и установить тензометры.

3.  Дать начальную нагрузку и записать показания тензометров.

4.  Давая одинаковые приращения растягивающего усилия, произвести четыре – пять нагружений образца в пределах упругости, записывая каждый раз показания тензометров.

5.  Разгрузить образец.

6.  Произвести обработку результатов опыта: вычислить среднее арифметическое приращение деформации  при увеличении нагрузки на ; рассчитать модуль продольной упругости:

,

где  - база тензометра;  - площадь поперечного сечения образца.

Лабораторная работа №4.
Определение коэффициента Пуассона

Цель работы – экспериментальное определение коэффициента поперечной деформации стали (коэффициент Пуассона) .

Введение

Стержни, работающие на растяжение или сжатие, испытывают помимо продольных деформаций и поперечные.

Как показывает опыт, при растяжении бруска (см. рис. 4.1.), его длина увеличивается на , ширина же уменьшается на величину . Относительная продольная деформация равна ;относительная поперечная деформация равна

При сжатии бруска продольной деформацией является укорочение, поперечной – удлинение. Опыты показывают, что для большинства материалов  в  раза меньше чем .

Абсолютная величина отношения относительной поперечной деформации  к относительной продольной  называется коэффициентом поперечной деформации или коэффициентом Пуассона :

.

Рис. 4.1.

Коэффициент поперечной деформации  является характеристикой упругих свойств материала.

Для измерения числовой величины  необходимо при растяжении или сжатии бруска измерять одновременно продольные и поперечные деформации. Обычно эти измерения проводятся при растяжении образца, взятого в виде длинной и широкой пластинки (металлы), или при сжатии призматических образцов (камень).