Билет № 18.Испытание материалов на растяжение, Диаграмма напряжений, Наклёп, Зуб текучести

Если машинную диаграмму растяжения преобразовать, то из неё можно получить диаграмму напряжений при растяжении(условная диаграмма). Каждому значению нагрузки соответствует своё напряжение.(Напряжение)=N/A. Зная первоначальную длину образца переходят от абсолютной к линейной деформации. Условность диаграммы состоит в том, что при её построении все силы относятся к постоянной площади, если учитывать сужение образца, то на истинном графике из точки D пойдёт плавная прямая вверх. Истинная деформация зависит от отношения площадей поперечных сечений или отношения длин образца в начальный и конечный момент деформации.Все напряжения имеют названия. Напряжение обозначим буквой J.1) Итак Jny соответствует напряжению в точке B и является пределом пропорциональности 2) Jy соответствует точке B(штрих) 3) Jt соответствует точки С иявляется пределом текучести 4)Jв соответствует точке D и является пределом прочности и наконец Jр соответствует точке К и является пределом разрыва. В диаграмме напряжений пластичных материалов в районе площадки текучести есть зуб текучести. Поэтому вводят понятия верхнего и нижнего предела текучести. Рассмотренная диаграмма при растяжении пластичной стали характерна для всех пластичных материалов. Но для каждого пластичного материала в диаграмме имеется своя специфика. Если в диаграмме напряжений не имеется ярковыраженной площадки текучести, то вводиться понятие условного предела текучести- напряжение при котором обнаруживается остаточная деформация. Область пластической работы конструкционной стали превосходит область упругой работы почти в 200 раз.Если взять два образца и один из них до испытания не нагружался, а другой был предварительно загружен силами, вызвав в нём остаточные деформации, то при испытании на растяжение получается следующая картина. При испытании второго образца отсчёт удлинения будет производиться от ненагруженного состояния и остаточное удлинение не учитывается. И получаем укороченную диаграмму. Т.е. в результате предварительной вытяжки результат приобрёл возможность воспринимать большие деформации без остаточной деформации- явление наклёпа.

Билет №19. Испытания на растяжения. Сравнительные диаграммы напряжений ряда пластичных материалов; Истинная диаграмма напряжений; Диаграмма Прандтля Сравнительные диаграммы напряжений ряда пластичных материалов:На данном графике представлены такие пластичные материалы: 1) Кремниевая конструкционная сталь 2)медь 3)Латунь 4)Мягкая сталь Истинная диаграмма напряжений: Диаграмма условных напряжений для малоуглеродистой стали показана на Рис. 4.6. Уравнение линейного участка этой диаграммы на начальной стадии нагружения σ = Eε представляет собой уже известную математическую запись закона Гука при одноосном растяжении. Следовательно, численно модуль упругости равен тангенсу угла α наклона к оси абсцисс прямолинейного участка диаграммы растяжения. Диаграмма растяжения, по оси ординат которой откладывается напряжение, полученное делением силы на наименьшую площадь сечения образца, а по оси абсцисс - наибольшее удлинение в данный момент нагружения, называется диаграммой истинных напряжений. Эта диаграмма показана на Рис.4.6 пунктиром. Здесь падения напряжений за точкой C не наблюдается, так как площадь сечения в шейке уменьшается быстрее, чем падает нагрузка, поэтому средние напряжения в этом месте возрастают. Вследствие образования шейки распределение напряжений по сечению становится неравномерным, а частицы материала в этом месте испытывают растяжение не только в продольном, но также в радиальном и окружном направлениях. Это приводит к образованию внутри шейки поперечной трещины. Различие диаграмм условных и истинных напряжений становится значительным только после образования шейки.При выполнении практических расчётов условную диаграмму напряжений упрощают и поэтому применяются аппроксимирующие диаграммы. Чаще всего применяют диаграмму Прандтля. При этом 0< σ< σтекучести, с законом Гука, а далее σ= σтекучести. Диаграмма хороша тем, что из каждых элементов конструкции можно выбрать любой образец.

Билет № 20. Диаграммы напряжений и поведение материалов при сжатии. Твёрдость.1)Диаграмма напряжений при сжатии: Изучение свойств материала при сжатии путём испытания образцов либо в форме куба, призмы или цилиндра, при испытании образца из мягкой пластичной стали, характер деформаций до наступления предела текучести, такой же, что и при растяжении и они имеют одинаковый вид. При более высоких напряжениях они различны. В процессе деформации образец укорачивается и испытывает увеличение поперечных размеров. Между опорными плитами пресса и торцами образца возникает трение в связи с чем поперечное сечение образца вблизи плит стеснена и образец принимает бочкообразную форму. Хрупкие материалы деформируются при сжатии иначе. Первоначально цилиндрический образец принимает незначительную бочкообразную форму и на его поверхности возникают трещины под углом в 45 градусов к силе (рабочей).Диаграммы сжатия имеют вид:

Хрупкие материалы лучше сопротивляются сжатию, чем твёрдые. Существуют материалы, способные воспринимать при растяжении большие нагрузки, чем при сжатии (материалы с волокнистой структурой) 2) Для сравнительной оценки свойств материала на практике прибегают при помощи пробы на твёрдость. Твёрдость- способность материала противодействовать механическому проникновению в него твёрдых тел. Для оценки твёрдости используются специальные твердомеры, которые отличаются друг от друга наличием того или иного индентора. Если в качестве индентора используется призма или конус, то это твердомер Виккерса или Роквелла (HR), если в качестве индентора используется шарик, то прибор Бринеля, твёрдость измеряется в (HB).