Составление отчёта. Контрольные вопросы. Практическая работа №6. Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Составление отчёта

Практическая работа выполняется в рабочей тетради для оформления практических работ по технической механике. Рисунок и расчётная схема выполняется карандашом. Записи ведутся чётко и грамотно чернилами чёрного или синего цвета. При выполнении практической работы рекомендуется использовать микрокалькулятор. Вариант задания выдаётся преподавателем по списку учебного журнала.

 

Контрольные вопросы.

1. Дайте определение центра параллельных сил и укажите его свойства. Напишите формулы для определения координат центра параллельных сил.

2. Что такое сила тяжести?

3. Что такое центр тяжести?

4. Что называется центром тяжести тела?

5. Как определяются координаты центра тяжести однородного тела и тонкой однородной пластины?

6. Как определяется положение центра тяжести плоской фигуры сложной формы?

Практическая работа №6

Испытание на растяжение

образца из низкоуглеродистой стали

Цель работы – ознакомление с методикой проведения механических испытаний образцов из низкоуглеродистых сталей на растяжение. Научиться определять механические характеристики материалов.

Информационное обеспечение:

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1. Сетков, В. И. Техническая механика для строительных специальностей [Текст]: учеб. пособие / В. И. Сетков. - 3-е изд., стер. - М.: Академия, 2011. - 384 с.

2. Сетков, В. И. Сборник задач по технической механике [ Текст]: учеб. пособие / В. И. Сетков. -6-е изд., стер. - М.: Академия, 2011. - 224 с.

Вереина, Л. И. Техническая механика [Текст]: учебник / Л. И. Вереина, М. М. Краснов. - 3-е изд. - М.: Академия, 2011. - 288 с.

3. Олофинская, В. П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий [Текст]: учеб. пособие / В. П. Олофинская. -3-е изд. – М.: Форум: Инфра-М, 2010. - 349 с.

4. Сафонова, Г. Г. Техническая механика [Текст]: учебник / Г. Г. Сафонова, Т. Ю. Артюховская, Д. А. Ермаков. - М.: ИНФРА-М, 2010. - 320 с.

5. Мовнин, М. С. Основы технической механики [Текст]: учебник / М. С. Мовнин; под ред. П. И. Бегуна – 4-е изд. перераб. и доп. – СПб: Политехника, 2007. - 286 с.

Дополнительные источники:

1. Олофинская, В. П  Детали машин. Краткий курс и тестовые задания: [Текст] учеб. пособие / В. П. Олофинская. -2-е изд., испр. и доп. – М. Форум, 2008. - 208 с.

2. Олофинская, В. П. Техническая механика. Сборник тестовых заданий [Текст]: учеб. пособие для СПО / В. П. Олофинская – М.: Форум: Инфра-М, 2002. - 132 с.

3. Эрдеди, А. А. Техническая механика. Теоретическая механика. Сопротивление материалов [Текст]: учеб для машиностроит. спец. техн. / А. А. Эрдеди, Ю. А. Медведев, Н. А. Эрдеди. -3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991. -304 с.

4. Техническая механика, основы технической механики [Электронные ресурс]. – http: //www. ostemex. ru

Оборудование: образцы до и после испытаний, штангенциркуль, линейка, диаграммы растяжения.

Порядок выполнения работы:

1. Проверка теоретической подготовки студентов.

2. Просмотр видеоролика «Механические испытания материалов».

3. Выполнение работы.

4. Ответы на контрольные вопросы.

Краткие теоретические сведения

Чтобы определить прочность металла, работающего на растяжение, изготовляют образец 1 и устанавливают его в зажимы (или захваты) 2 разрывной машины. Для этих целей чаще всего ис­пользуют машины с гидравлической системой передачи усилия или с вин­товой системой.

Испытания на растяжение проводят для определения наиболее важные свойств материалов. Для этого из испытуемого материала изготовляют специальные образцы. Чаще всего их делают цилиндрическими (рис. 16, а), a из листового металла обычно изготовляют плоские образцы (рис. 16, б).

Растягивающая сила F (рис. 17) создает напряжение в испытываемом об­разце и вызывает его удлинение. Когда напряжение превысит прочность об­разца, он разорвется.

Результаты испытания обычно изображают в виде диаграммы. По оси абсцисс откладывают нагрузку F, по оси ординат — абсолютное удлине­ние Δ l.

Рис. 16

Из диаграммы видно, что вначале образец удлиняется пропорционально нагрузке. Прямолинейный участок OA соответствует обратимым, упругим деформациям. При разгрузке образец принимает исходные размеры (этот процесс описывается все тем же прямолинейным участком кривой). Ис­кривленный участок АС соответствует необратимым, пластическим дефор­мациям. При разгрузке (штриховая прямая СВ) образец не возвращается к начальным размерам и сохраняет некоторую остаточную деформацию.

Рис. 17

От точки С образец удлиняется без увеличения нагрузки. Горизонталь­ный участок СМ диаграммы называется площадкой текучести. Напряжение, при котором происходит рост деформаций без увеличения нагрузки, называется пределом текучести σ _т.

Как показывают исследования, текучесть сопровождается значительными взаимными сдвигами кристаллов, в результате чего на поверхности образца по­являются линии, наклонные к оси образца под углом 45°. Претерпев состояние текучести, материал снова обретает способность сопротивляться растяжению (упрочняется), и диаграмма за точкой М поднимается вверх, хотя гораздо бо­лее полого, чем раньше. В точке D напряжение образца достигает своей наи­большей величины, и на образце появляется резкое местное сужение, так назы­ваемая шейка. Площадь сечения шейки быстро уменьшается и, как следст­вие, происходит разрыв образца, что на диаграмме соответствует положению точки K. Предел прочности образца определяют по формуле:

,

где: σ _пч — предел прочности;

F_пч — нагрузка, при которой через определенный промежуток време­ни наступает разрушение растянутого образца, Н (кгс);

А₀ — площадь поперечного сечения образца в исходном положении, м² (мм²).

Обычно при испытании различных металлов и сплавов на растяжение определяют относительное удлинение δ — отношение прироста длины об­разца до разрыва к начальной длине образца. Его определяют по формуле:

%,

где: δ — относительное удлинение;

Δ l = l₁ — l₀ — абсолютное удлинение;

l₀ — начальная длина образца;

l₁ — длина образца после испытания.

Экспериментально было установлено, что напряжение в материале при упругой деформации возрастает пропорционально относительному удлине­нию образца. Эта зависимость получила название закона Гука.

Для одностороннего (продольного) растяжения закон Гука имеет вид

σ = Еε,

где: σ = F/А₀ — нормальное напряжение;

F — растягивающая сила;

А₀ — площадь поперечного сечения;

ε — относительное удлинение;

Е — постоянная величина, зависящая от материала стержня.

Примечание. В системе СИ единицей измерения напряжений служит Пас­каль — напряжение, вызванное силой 1 ньютон (Н), равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м².

1 Па = 0, 102 · 10^–4 кгс/см²;

1 Па = 0, 102 · 10^–6 кгс/мм²;

1 кгс/см² = 9, 81 · 104 Па;

1 кгс/мм² = 9, 81 · 106 Па.

В связи с тем, что единица напряжения паскаль очень мала, приходится пользо­ваться более крупной единицей — мегапаскаль 1 МПа = 10⁶ Па.

Госстандарт допускает к применению единицу ньютон на квадрат­ный миллиметр (Н/мм²). Числовые значения напряжений, выраженные в Н/мм² и в МПа, совпадают. Единица Н/мм² удобна и потому, что размеры на чер­тежах проставляют в миллиметрах.

Коэффициент пропорциональности Е называется модулем упругости при растяжении или модулем Юнга. Каков физический смысл моду­ля упругости? Обратимся к диаграмме растяжения образца (см. рис. 16). Модуль упругости на ней пропорционален тангенсу угла наклона α к оси аб­сцисс. Значит, чем круче прямая OA, тем жестче материал, и тем большее сопротивление оказывает он упругой деформации.

Для характеристики металла важно знать не только относительное удли­нение ε, но и относительное сужение площади поперечного сечения, кото­рое также позволяет характеризовать пластичность материала.

Естественно, что при растяжении образца площадь поперечного сечения уменьшается. В месте разрыва она будет наименьшей. Относительное суже­ние определяют по формуле:

%,

где  ψ — относительное сужение;

А₀ — площадь поперечного сечения образца до испытания;

А₁ — площадь сечения образца в месте разрыва (в шейке).

Чем больше относительное удлинение и относительное сужение попереч­ного сечения образца, тем более пластичен материал.

Кроме трех рассмотренных характеристик механических свойств метал­лов: предела прочности (σ _пч), относительного удлинения (ε ) и относитель­ного сужения (δ ), можно определить, пользуясь записанной на машине ди­аграммой, предел пропорциональности (σ _пц), предел упругости (σ _y) и предел текучести (σ _т).

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: