Напряжение и способы описания напряженного состояния. Пластическая деформация. Деформационное упрочнение. Чувствительность к надрезу и трещине. Деформационное разрушение при длительном статическом нагружении, страница 10

Для определения минимальной площади поперечного сечения после испытания с помощью микрометра на плоскости излома измерить его наименьший диаметр с точностью до 0,05 мм. Затем подсчитать площадь. При оценке деформируемости большое значение имеет исследование зависимости истинного напряжения от остаточной деформации. Эту зависимость характеризуют кривой истинных напряжений или касательной к ней (ориентировочной прямой). Ориентированную прямую можно построить, если известны σ_0,2, σ_в, δ, ψ. По значениям этих характеристик рассчитывают ψ_ш, σ_ш, характеризующие состояние материала в момент образования шейки на образце. В этот момент весь объем металла образца переходит в пластическое состояние и

- максимальная нагрузка, отнесенная к площади поперечного сечения  , где F_к – площадь поперечного сечения в месте разрыва.

 

 

Раздел 3 ИСПЫТАНИЕ НА СЖАТИЕ.

ГОСТ 25.503-80

По результатам испытаний определяют:

1.модуль упругости.

2.предел пропорциональности.

3.предел упругости.

4.предел текучести физический.

5.предел прочности.

Необходимо учитывать схему напряженного состояния, т.к. она влияет на механические свойства и на характеристики деформаций. нормальное напряжение при сжатии в большей степени способствует активизации пластичности, чем нормальное напряжение при растяжении образца. В отличие от испытаний на растяжение, при испытании на сжатие деформациями образца являются не удлинение, а укорочение, не сужение, а увеличение поперечного сечения образца. Используют образцы 4 типов:

1,2,3 с гладкими концами

4 с торцовыми выточками.

1,2,3 отличаются друг от друга размерами

Рис.31

Изменения диаметров проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для определения модуля упругости используются образцы типа I. Образец нагружают до напряжения σ₀.

  , где - напряжение, соответствующее ожидаемому значению предела пропорциональности.

, где А₀- нагрузка;

 -начальная площадь поперечного сечения.

Образец нагружают до нагружения σ₀, а затем устанавливают тензометр, и нагрузку увеличивают ступенями до напряжения равного (0,7-0,8)  по результатам испытаний строят диаграмму.

Модуль упругости

   ,где ΔF^c- ступень нагрузки при сжатии, Н ;

Δh_ср- средняя абсолютная деформация (упроч                    нении ) образца при нагружении на ΔF^c, мм.

   , где h_оср- среднее значение начальной расчетной высоты образца до испытания по 3 и более измерительным образцам.

H_кср- среднее значение конечной расчетной высоты образца, после испытания по 3 и более измерениям.

Для определения  используются образцы 2 типа.

Предел пропорциональности при сжатии – это напряжение, при котором отклонение от линейной зависимости  между нагрузкой и абсолютным ускорением образца достигает такого значения, что тангенс угла наклона, образовавшийся касательной в диаграмме ΔF^c-Δh в точке  с осью нагрузок, увеличивается на 50 % на линейном участке.

Виды кривых сжатия:

Рис.33 Виды кривых сжатия.

Диаграмма сжатия для определения предела упругости

Рис.34 Диаграмма сжатия для определения предела упругости.

Предел упругости при сжатии – это напряжение, при котором относительная остаточная (пластическая) деформация ε (упрочнение) образца достигает 0,05% от начальной расчетной высоты образца.

 , где h_к – расчетная конечная высота образца после испытания до заданной деформации или при разрушении.

 

Диаграмма сжатия образца для определения физического или условного предела текучести

Рис. 35 Диаграмма сжатия образца для определения физического и условного предела текучести.

Физический предел текучести при сжатии – это напряжение, при котором относительная остаточная деформация в виде укорочения образца достигает 0,2% от образца начальной расчетной высоты образца.

.

Предел прочности при сжатии – это наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца при сжатии. Определяется на образцах типа III.

При испытании на сжатие необходимо учитывать ряд особенностей, влияющих на механические характеристики испытуемого материала:

·  увеличение площади поперечного сечения образца, в результате чего, резко возрастают усилия сжатия,

·  на контактных площадках образца появляются значения силы трения, тормозящие деформацию образца вблизи торцов.