Основные механические свойства и константы материалов. Модуль продольной упругости и коэффициент Пуассона

Страницы работы

Содержание работы

Кафедра механики деформируемого твердого тела

ПО – АО – ИТ – Р – ТЛ – НО – З – Г – Б

ПРИНЯЛ

профессор                          ( )

Лабораторная работа 1-3

Основные механические свойства и константы материалов

Группа Н-182, студент

Выдано 15.02.00.   Срок выполнения 29.02.00. Представлено


Часть 1

1. Формулировка задания

Определить модуль продольной упругости (E) и коэффициент Пуассона (m).

2. Образец:стальной стержень с прямоугольным сечением (Pmax=800кгс=7800Н; толщина: h=3мм; ширина: b=25мм) Измерение продольных и поперечных деформаций (упругих) проводили датчиками омического сопротивления (Сe=5×10-6 – коэффициент пропорциональности между относительной упругой деформацией и отсчетом по шкале деформации прибора).

3. Результаты измерений

     Таблица 1

Нагрузка

Степень нагрузки

Отсчеты и разность отсчетов по шкале деформации

P, кгс

ДP, кгс

Поперечная

Продольная

n21

Дn21

n20

Дn20

1

0

-

2137

-

2000

-

2

100

100

2140

3

1985

15

3

200

100

2144

4

1972

14

4

300

100

2148

4

1960

13

5

400

100

2152

4

1944

16

<ДP>=100

<Дn21>=3.75

<Дn20>=14.5

4. Вычисление модуля Юнга(E) и коэффициента Пуассона(m)

так как

eH – относительная продольная деформация

s - нормальное напряжение

 

e1 – относительная продольная деформация.

e2 - относительная поперечная деформация.

5. Погрешность измерений и вычислений (для всех опытов доверительная a=0.95, ta(3)=4.3)

  

      

6. Вывод

Экспериментально определили модуль продольной упругости E=(1.83±0.48)×105МПа и коэффициент Пуассона m=0.26+0.13 для стали. Убедились в приблизительном совпадении полученных результатов с табличными.

ЧАСТЬ 2

.

1. Формулировка задания

Построить диаграммы растяжения материалов (пластичного и хрупкого) и определить их механические свойства (условные и истинные) и константы.

2. Образец

  

 

L0                                  

 


Параметры образцов до и после опытов.                                                          Таблица 1

Образец

Материал

Диаметр сечения

Длинна l, мм

До

После

До

После

Пластичный

Сталь

3.8

2.1

40

53.3

Хрупкий

Серый чугун

5.8

5.8

34.7

34.7

Условные характеристики пластичного материала. Таблица 2

Pп(предел пропорциональности)

Pт(предел текучести)

Pв(предел прочности)

Pр(момент разрыва)

Нагрузка Р, Н

1104

1447

2330

1618

Удлинение

DL,мм

0,35

0,59 – 1,14

8,00

12,50

3. Предварительные определения

Площадь поперечного сечения:

,

После:

,

Напряжение:

,

Относительное удлинение:

, где L0 длина образца до опыта ,

sп

sт

sв

sр

Нагрузка s ,Мпа

100,4

131,5

212,0

147,1

Напряжение e

0,009

0,015-0,285

0,200

0,313

4. Решение

Нахождение истинных величин

Для хрупкого образца:

DL=0  и поэтому Pп= Pт = Pв = Рр = 3311 Н,

sп = sт = sв = sр = 125,4 МПа , и так как y = 0 ( F* = F ), то sи = sр =125,4 МПа , и  eи =0,

5. Выводы

Сравнивая полученные данные с табличными [1] можно сделать вывод о том, что мтериал пластичного образца по прочности уступает всем металлам, однако по значению пластичности (y = 68 %) приближается   к никелевому деформируему сплаву ХН55МВЦ. таким образом, можно заключить, что мы имеем дело с низко прочным, но пластичным металлом, и, следовательно, использовать его надо исходя из этих его свойств. Хрупкий же материал совершенно не пластичен и обладает прочностью меньшей, чем рассматриваемая нами ранее сталь. Следовательно, на мой взгляд, данный материал лучше не использовать, особенно в ответственных конструкциях.

Литература

1.  Плотность и механические свойства типичных металлических материалов : Приложение к лекциям 3  - 1 с.

2.  Лабораторные работы по сопротивлению материалов. Ч. 1: учебное пособие / Ф. З. Алмаметов, Л. А. Данилова, С. А. Енгалычев и др.; под редакцией Ф. З. Алмаметова. – Л.: Ленингр. мех. ин-т. 1977. – 88с.

Похожие материалы

Информация о работе