 |
Составление отчёта. Практическая работа №7. Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
|
|
|
|
Составление отчёта
Практическая работа выполняется в рабочей тетради для оформления практических работ по технической механике. Рисунки и таблицы выполняется карандашом. Записи ведутся чётко и грамотно чернилами чёрного или синего цвета. При выполнении практической работы рекомендуется использовать микрокалькулятор.
Контрольные вопросы:
1. Что называется пределом пропорциональности?
2. Что называется пределом упругости?
3. Что называется пределом текучести?
4. Что называется пределом прочности?
5. Что такое условный предел текучести?
6. Что такое напряжение?
7. Перечислить характеристики прочности материала.
8. Перечислить характеристики пластичности материала.
9. Какой материал обладает большей пластичностью, у которого больше предел текучести, или у которого больше относительное остаточное удлинение?
10. Закон Гука.
11. Что такое жесткость сечения стержня при осевом растяжении или сжатии?
Практическая работа №7
Испытание на сжатие
образцов из хрупких и пластичных материалов
Цель работы – ознакомление с методикой проведения механических испытаний образцов из хрупких и пластичных материалов на сжатие. 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 сжатия.
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
Для испытания металлов на сжатие (рис. 18) чаще всего применяют прессы, в которых сжимающая сила образуется путем увеличения гидравлического давления. При сжатии образца из пластичного материала, например малоуглеродистой стали (рис. 18, I), его поперечные размеры увеличиваются, в то время как длина значительно уменьшается. Нарушение целостности образца при этом не происходит (рис. 19). Из диаграммы сжатия (рис. 18, II) видно, что в начальной стадии нагружения деформация возрастает пропорционально нагрузке, затем деформация резко возрастает при незначительном увеличении нагрузки, далее рост деформации постепенно замедляется вследствие увеличения сечения образца.
|
|
|
Образцы из хрупких материалов при сжатии разрушаются (рис. 19, III). Например, стержень из чугуна при достижении разрушающей нагрузки распадается на части, которые сдвигаются относительно друг друга по косым площадкам (рис. 18, III).
Рис. 18
Рис. 19
Для сжатия полностью применим закон Гука, согласно которому материалы противодействуют сжатию пропорционально приложенной силе до предела упругости. Модуль упругости при сжатии для большинства материалов равен модулю упругости при растяжении. Исключение составляют только некоторые хрупкие материалы — бетон, кирпич и т. д. Аналогия в характере напряжения сжатия с напряжением растяжения позволяет описывать эти процессы одними и теми же математическими уравнениями.
Испытанию на сжатие подвергают, главным образом, хрупкие материалы, которые, как правило, лучше сопротивляются сжатию, чем растяжению, и применяются для изготовления элементов, работающих в таких условиях. Для их расчета на прочность необходимо знать характеристики материала, получаемые испытанием на сжатие.
Для испытания материалов на сжатие изготовляют образцы в виде цилиндров небольшой высоты (обычно от одного до трех диаметров) или кубиков. Трение, возникающее во время испытания на сжатие между плитами машины и торцами образца, оказывает существенное влияние на результаты испытания и на характер разрушения. Цилиндрический образец из малоуглеродистой стали принимает при этом бочкообразную форму (рис. 20, а). На рис. 20, б изображена диаграмма сжатия, полученная испытанием образца из такого материала.
| 
|
| а | б |
Рис. 20.
На рис. 21, а показан характер разрушения образца из камня под действием сжимающих усилий при наличии сил трения между плитами машины и торцами образца. Если уменьшить силы трения, нанеся слой парафина на торцы образца, разрушение произойдет иначе: образец даст трещины, параллельные направлению сжимающих сил и расслоится (рис. 21, б). Как образец из камня, разрушается бетонный образец.
|
|
|
|
| |
| а | б |
Рис. 21.
Вид разрушенного при сжатии чугунного образца показан на рис. 22. Разрушение произошло вследствие сдвига одной части образца относительно другой. Диаграмма сжатия чугуна показана на рис. 18, III.
Рис. 22.
Древесина, являющаяся анизотропным материалом, при сжатии, как и при растяжении, обладает различной прочностью в зависимости от направления сжимающей силы по отношению к направлению волокон. На рис. 23 изображены диаграммы сжатия двух кубиков из древесины одной породы. Кривая 1 иллюстрирует сжатие кубика вдоль волокон, а кривая 2 — поперек. Видно, что при сжатии вдоль волокон древесина значительно прочнее, чем при сжатии поперек. При сжатии вдоль волокон образец разрушается вследствие сдвига одной части относительно другой, а при сжатии поперек волокон древесина склонна к прессованию и не всегда удается определить момент начала разрушения.
Рис. 23.
В табл. 5 приведены значения пределов прочности при сжатии некоторых материалов.
Таблица 5. Пределы прочности некоторых материалов
| Материал | Предел прочности при сжатии, МПа |
| Чугун серый обыкновенный | 600 – 1000 |
| Гранит | 120 – 260 |
| Кирпич | 8 – 30 |
| Бетон | 7 – 50 |
| Текстолит | 130 – 250 |
| Гетинакс | 150 – 180 |
| Сосна при 15% влажности вдоль волокон поперек волокон | |
| Дуб при 15% влажности вдоль волокон поперек волокон |
|
|
|
