Определение характеристик прочности

Модуль упругости первого рода (Е) - физическая константа материала, определяемая путем эксперимента и являющаяся коэффициентом пропорциональности между напряжениями и деформациями:

σ = ε Е.

Модуль упругости можно определять измерением образца тензометром (расчетный способ) или графическим способом по начальному участку диаграммы растяжения.

Расчетный способ . Нагружают образец равными ступенями до нагрузки, соответствующей напряжению, равному 70-80% от предполагаемого σ _пц. Величина ступени нагружения должна составлять 5-10% от предполагаемого σ _пц. По результатам испытаний определяют среднюю величину приращения удлинения образца ∆ l_cp на ступень нагружения ∆ Р.

Графический способ . Записывают диаграмму нагружения образца в координатах " нагрузка (ордината) - деформация (абсцисса)". ∆ Р и ∆ l_cp определяют по диаграмме на участке от нагрузки Р₀ до нагрузки, соответствующей напряжению равному 70-80% от предполагаемого σ _пц.

Модуль упругости вычисляют по формуле

МПа

Стандарты регламентируют также определение относительного равномерного удлинения δ _Р, конечной расчетной длины образца l_K, относительного удлинения образца после разрыва δ, относительного сужения ψ .

Предел пропорциональности σ _пц - наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука, можно определять расчетным или графическим способами.

Расчетным способом определяют или с помощью зеркального прибора при последовательном нагружении образца. Нагружение ведут сначала крупными ступенями, а затем при напряжении 0, 65-0, 8 от определяемого σ _пц - малыми ступенями. Р_пц определяют при установленном отклонении деформации от закона пропорциональности, фиксируемом показаниями тензометра.

Графическим способом Р_пц определяют по машинной диаграмме растяжения.

От начала координат (рис.2.7) проводят прямую, совпадающую с начальным линейным участком диаграммы растяжения.

На произвольном уровне нагрузки проводят прямую АВ, параллельную оси абсцисс, и на этой прямой откладывают отрезок kn, равный половине отрезка mk. Через точку n и начала координат проводят прямую On и параллельно ей проводят касательную CD к диаграмме растяжения. Точка касания определяет искомую нагрузку Р_пц.

Рис.2.7. Графические способы определения предела пропорциональности по диаграмме растяжения

Предел пропорциональности вычисляют по формуле

, МПа

Предел упругости σ _{0, 05} - наибольшее напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций. Так как пластические деформации в отдельных кристаллах появляются уже в самой ранней стадии нагружения, величина предела упругости (как и σ _пц) зависит от требований точности, которые налагаются на производимые измерения.

Расчетный способ . Образец нагружают до величины в два раза больше начальной Р₀, и после выдержки в течение 5-7 с разгружают до Р₀. Затем образец нагружают до величины, соответствующей 70-80% от предполагаемого σ _{0, 05.} Дальнейшее нагружение проводят ступенями с выдержкой на каждой ступени 5-7 с и последующей разгрузкой до Р₀ с измерением остаточного удлинения. Испытания прекращают, если остаточное удлинение превысит установленный допуск. По результатам испытаний определяют нагрузку Р_{0, 05}

Графический способ , σ _{0, 05} определяют по начальному участку диаграммы " нагрузка-деформация" (рис.2.8). Удлинения определяют на участке, равном базе измерителя деформации.

Для определения Р_{0, 05} вычисляют соответствующую величину остаточного удлинения с учетом базы измерителя деформации. Найденную величину увеличивают пропорционально масштабу диаграммы по оси деформаций; отрезок полученной длины 0Е откладывают по оси абсцисс вправо от начала координат 0. Из точки Е проводят прямую ЕР, параллельную прямой 0А. Точка пересечения Р с диаграммой растяжения определяют нагрузку Р_{0, 05}.

Предел упругости вычисляет по формуле

.

 

Рис.2.8. Определение предела упругости

Предел текучести физический σ _т, верхний предел текучести σ _тв и нижний предел текучести σ _тн определяют по диаграмме растяжения.

Скорость относительной деформации на площадке текучести устанавливают в пределах 0, 00025- 0, 0025 с^-1. Если такая скорость на площадке текучести не может быть установлена, то до начала текучести устанавливают скорость нагружения от 1 до 30 МПа/с.

Допускается определять нагрузку Р_т по явно выраженной остановке стрелки силоизмерителя машины, обусловленной удлинением образца без заметного увеличения нагрузки.

Пределы текучести вычисляют по формуле

.

В тех случаях, когда на диаграмме отсутствует явно выраженная площадка текучести (или явно выраженный начальный переходный эффект), за предел текучести принимается условно величина напряжения, при котором остаточная деформация σ _ост = 0, 002 или 0, 2%.

Предел текучести условный σ _{0, 2} можно определить расчетным или графическим способом.

Расчетный способ. σ _{0, 2} определяют аналогично расчетному способу определения предела упругости σ _{0, 05}.

Графический способ . σ _{0, 2}- определяют аналогично графическому способу определения σ _{0, 05}, по точке пересечения с кривой растяжения прямой KL, параллельной начальному участку кривой и отстоящей от него по горизонтали на расстоянии 0К=0, 2(1_о/100) в соответствии с принятым допуском (рис.2.9).

 

Рис. 2.9. Определение предела текучести σ _{0, 2} по диаграмме растяжения

Условный предел текучести можно определять графически по диаграмме, записанной на машине в масштабе, если масштаб ее диаграммного аппарата по оси деформаций не менее 50: 1.

При определении σ _{0, 2} скорость нагружения должна быть от от 1 до 30 МПа/с. Предел текучести условный вычисляют по формуле

.

Временное сопротивление σ _в (предел прочности). Для определения σ в образец растягивают под действием плавно возрастающей нагрузки до разрушения. Наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца, Р_mах соответствует временному сопротивлению.

Временное сопротивление вычисляется по формуле

.

Для пластичных материалов характеристикой сопротивления разрушению гладкого образца при растяжении служит истинное сопротивление разрушению – истинный предел прочности S_k

,

где F_k- площадь сечения в месте разрушения; P_k-усилие в момент разрушения;

Характер разрушения определяют по виду излома образца (рис.2.10).

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Cущностные характеристики техники
2. I Общая характеристика эфирномасличного сырья
3. I. ТОВАРОВЕДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ
4. II Модуль. Криминологическая характеристика отдельных видов преступности
5. II – Предопределение, избрание и свобода воли
6. II. ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
7. III. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКИХ
8. IХ.Определение рыночной стоимости затратным подходом
9. V5: Характеристики временных рядов
10. А.1 Определение условий выполнения проекта
11. А.Е.М. – весовая характеристика элемента – относительная величина количества энергии, наполняющий элемент, отличающая его от среды нахождения.
12. Автокорреляция уровней динамического ряда и характеристика его структуры