Мета заняття учбова: Вивчити механічні властивості матеріалів,які характеризують поведінку матеріалу під дією навантажень.
Мета заняття виховна:
Література: ( 1, с.101…111; 3, с.65…78; 4, с.83…90)
Механічні властивості характеризують поведінку матеріалу під дією навантажень. Навантаження бувають статичні (є незмінні або зростають повільніше, ніж процеси в металі), динамічні (зростають з великою швидкістю) і циклічні, або повторнозмінні (змінюються періодично, зазвичай за синусоїдним законом). Механічні властивості визначають експериментально, дотримуючись стандартних методик. До цих властивостей належать міцність, пластичність, твердість, ударна в'язкість, витривалість та інші.
Міцність — це здатність матеріалу чинити опір пластичній деформації і руйнуванню під дією навантажень.
Важливою характеристикою матеріалу є границя міцності, яку визначають за результатом руйнування зразків під час статичних випробовувань на спеціальних розривних машинах. Найчастіше випробовують на розтяг, рідше на стиск, згин або закрут. У випадку розтягу (рисунок 1) стандартний зразок круглого (рідше прямокутного) перерізу з робочою частиною завдовжки l0, площею перерізу S0 і двома головками 2 для закріплення в захватах 3,навантажують двома однаковими й протилежно спрямованими силами вздовж його осі. Ці сили плавно зростають доти, поки зразок не зруйнується.
Для цього навантаження (силу F) поступово збільшують, а видовження ∆l заміряють і будують діаграму в координатах F—∆l . Вона характеризує властивості зразка.
Рисунок 1- Схема навантаження зразка
 |
Рисунок 2 - Діаграма розтягу низьковуглецевої сталі
Розривна машина має самопис, що рисує діаграму в координатах: сила розтягу F — абсолютне видовження зразка ∆l (рисунок 2). Прямолінійна ділянка OA діаграми відповідає пружній деформації зразка, яка зникає під час зняття сили F. Зростання сили до FT спричинює появу пластичних деформацій. Це виразно позначається на горизонтальній ділянці АВ діаграми, в межах якої деформація істотно збільшується без помітного зростання сили розтягу. За числовим значенням сили FТ, що відповідає горизонтальній ділянці діаграми, розраховують фізичну границю текучості матеріалу σТ як відношення сили FT, при якій зразок деформується без помітного зростання сили, до початкової площі поперечного перерізу So зразка:
Більшість металів і сплавів не мають явно вираженої горизонтальної ділянки текучості. Для них визначають умовну границю текучості як відношення сили F0,2 що відповідає залишковому видовженню зразка ∆l = 0,002l0 до початкової його площі поперечного перерізу S0:
Подальше збільшення сили F зумовлює зростання пластичної деформації, рівномірної по робочій довжині зразка. В точці С, що відповідає силі Fmax, починається локалізація пластичної деформації в найслабшому місці зразка. Це призводить до утворення шийки. Точка D діаграми відповідає руйнуванню зразка.
Границею міцності матеріалу на розтяг σB називається відношення найбільшої сили Fmax, яку витримує зразок перед руйнуванням, до початкової площі його поперечного перерізу So:
Зі зменшенням діаметра в зоні шийки сила F поступово зменшується, починаючи з точки С.
Пластичністю називають здатність металу пластично деформуватися. Пластичність характеризується величинами відносного видовження і відносного звуження.
Відносне видовження після розриву δ — це відношення залишкового видовження зразка після руйнування ∆lзал = lк — l0 до його початкової розрахункової довжини l0, виражене у відсотках:
де lк — кінцева розрахункова довжина зразка, виміряна після руйнування.
Відносним звуженням зразка після розриву ψназивають відношення зменшення площі поперечного перерізу ∆S = S0- Sk зразка після руйнування до початкової площі поперечного перерізу зразка S0, виражене у відсотках:
де SK — площа поперечного перерізу зразка, виміряна після руйнування.
Відносне звуження точніше відображає пластичні властивості металу, ніж відносне видовження.
Під твердістю розуміють здатність металу чинити опір проникненню
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
