Испытание на сжатие пластичных и хрупких материалов
Цель работы. 1. Определить механические характеристики материалов: для пластичных – предел пропорциональности, для хрупких – временное сопротивление. 2. Сравнить поведение пластичных и хрупких материалов при испытании на сжатие. Испытания на сжатие распространены гораздо меньше, чем испытания на растяжение. Как правило, испытанию на сжатие подвергают такие материалы, как дерево, чугун, бетон и некоторые другие хрупкие материалы, которые лучше сопротивляются сжатию, чем растяжению и применяются для изготовления элементов конструкций, работающих на сжатие. Рассмотрим особенности поведения пластичных и хрупких материалов при испытаниях на сжатие. Для испытаний на сжатие применяют образцы либо цилиндрической формы, либо в форме кубика. При испытании металлов (сталь, бронза, дюраль, чугун и др.) применяются образцы цилиндрической формы, причем во избежание искривления высота h цилиндрического образца не должна превышать двух-трех диаметров d. Образцы в форме кубика применяются при испытании бетона, камня, дерева и т.д. 1. Сжатие пластичных материалов. На рис.5 приведена диаграмма сжатия образца из малоуглеродистой стали. В начале диаграммы так же, как при растяжении, имеется прямолинейный участок OА, выражающий пропорциональную зависимость между нагрузкой и деформацией (закон Гука). Точка А диаграммы соответствует пределу пропорциональности при сжатии (10) где – начальная площадь поперечного сечения образца. После перехода через предел пропорциональности наблюдается более быстрый рост деформаций, причем от точки В диаграммы деформации растут без увеличения нагрузки – материал течет. Точка В диаграммы соответствует пределу текучести
при сжатии (11)
При нагрузке , соответствующей пределу текучести, образец получает заметные остаточные деформации, которые выражаются в его укорочении и увеличении поперечного сечения. Вследствие сил трения между торцами образца и опорными поверхностями испытательной машины образец принимает бочкообразную форму (рис.6).
Для дальнейшей деформации образца необходимо увеличивать нагрузку – кривая на диаграмме сжатия (рис.5) идет резко вверх. Образец расплющивается в тонкий диск, не обнаруживая признаков разрушения. Поэтому временное сопротивление при сжатии пластичных материалов не определяется. При сжатии пластичных материалов так же имеет место явление наклепа. У пластичных материалов пределы пропорциональности и пределы текучести при испытании на растяжение и сжатие практически одинаковы.
2.Сжатие хрупких материалов. Хрупкие материалы при сжатии разрушаются при малых деформациях. Разрушение происходит внезапно с образованием трещин по наклонным или продольным плоскостям. Временное сопротивление при сжатии таких материалов как чугун, бетон и камень в два и более раз превышает временное сопротивление при растяжении. Диаграмма сжатия чугуна (рис.7) не имеет прямолинейного участка. Точка E диаграммы соответствует временному сопротивлению при сжатии (12) Разрушение чугунных образцов, а так же образцов из некоторых марок алюминиевых сплавов, происходит по плоскости (рис.8), наклоненной к оси образца на угол, близкий к 45° от действия максимальных касательных напряжений.
Подготовка образцов к испытании Измерить диаметр d и высоту h образцов. Вычислить начальную площадь поперечного сечения каждого образца. Проведение испытания 1 1. Установить образец из пластичного материала С стали, бронзы и др.) на нижнюю траверсу испытательной машины.
2. В записывающее устройство установить лист миллиметровой бумаги. 3. Плавно нагружать образец усилием (до 60 70кН). 4. Разгрузить образец. 5. Из записывающего устройства извлечь диаграмму сжатия.
Обработка результатов испытания I 1. На диаграмме сжатия установить точку А (рис.5) в конце прямолинейного участка. 2. Измерить ординату точки А в мм и умножить ее на масштаб диаграммы (1мм – 500Н). Полученное значение записать в журнал лабораторных работ. 3. Вычислить предел пропорциональности при сжатии по формуле (10). 4. Сравнить с пределом пропорциональности при растяжении (см. лаб.работу № 1). 5. В журнале лабораторных работ начертить диаграмму сжатия и выполнить эскиз образца до и после испытания.
Проведение испытания 2 1. Установить образец из хрупкого материала (чугуна, дюрали и др.) на нижнею траверсу испытательной машины. 2. В записывающее устройство установить лист миллиметровой бумаги. 3. Плавно нагружать образец усилием до разрушения. 4. Из записывающего устройства извлечь диаграмму сжатия.
Обработка результатов испытания 2 1. На диаграмме сжатия установить точку Е (рис.7) в том месте, где диаграмма достигает максимума. 2. Измерить ординату точки Е в мм и умножить ее на масштаб диаграммы (1мм – 500Н). Полученное значение записать в журнал лабораторных работ. 3. Вычислить временное сопротивление при сжатии по формуле (12). 4. В журнале лабораторных работ начертить диаграмму сжатия и выполнить эскиз образца до и после испытания.
РАБОТА №3
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|