3. Оборудование, приборы, инструмент и материалы,

используемые при выполнении работы

• штангенциркуль ШЦ-1 (пределы измерений – 0…125 мм, точность – 0,1 мм);

• прибор для измерения толщины немагнитных покрытий ИТП-1;

• весы лабораторные (пределы измерений – 0…500 г, точность – 2 кл.);

• набор гирь (1 компл.);

• мерный цилиндр (500 мл);

• магнит постоянный;

• комплект образцов (деталей) разных.

4. Порядок выполнения работы

• во время самоподготовки к выполнению работы заполнить пп. 1 и 2.2.1 – 2.2.6 протокола лабораторной работы;

• на занятии, перед выполнением работы ответить на вопросы билета контроля;

• получить у преподавателя задание, у лаборанта – образцы исследуемого материала, приборы и инструмент;

• уточнить характеристики используемых в эксперименте оборудования, приборов и инструментов, заполнить данные по п. 3.2 протокола лабораторной работы;

• провести идентификацию по цвету, записать данные в таблицу наблюдений 3.1;

• провести взвешивание и определение объема образцов, вычислить значения плотности, записать данные измерений и расчетов в таблицу 3.1;

• определить наличие магнитных свойств материала образцов, записать данные наблюдений в табл. 3.1;

• сделать заключение о виде материала;

• закончить оформление отчета и представить его преподавателю для защиты и окончательной оценки.

2. Определение ударной вязкости материала корпуса судна

1. Цель работы

1. Изучить особенности поведения материалов при динамических нагрузках.

2. Ознакомиться с методикой определения ударной вязкости материалов.

2. Основные теоретические положения и методические указания

В современных СТС многие детали и конструкции работают в условиях динамических (ударных) нагрузок. Они характеризуются большой скоростью приложения, превышающей скорость пластической деформации материала — вспышка топлива в рабочем цилиндре, удар волны в борт судна и др. Вследствие этого материал становится хрупким и разрушается при меньшем уровне нагрузки, часто без заметных остаточных деформаций (аналогично стеклу). Это особенно опасно для материала корпуса судна — в этом случае при столкновении с другим судном в нем образуются трещины и произойдет потеря водонепроницаемости.

Механические свойства материалов, которые проявляются при действии на них ударных нагрузок, оцениваются главным образом по результатам испытаний образцов на маятниковых копрах (рис. 2.1). Наибольшее распространение получил метод двухопорного ударного изгиба образца с односторонним надрезом или без него. Характеристикой материала при таком испытании является ударная вязкость:

,

(2.1)

где K – работа удара, израсходованная на слом образца, Дж;

–площадь поперечного сечения образца в месте разрушения до испытаний (м²);

a – высота сечения;b– ширина сечения.

Образцы для испытаний стандартизированы и отличаются лишь формой надреза или его отсутствием (рис. 2.2). Это приводит к тому, что для того и одного и того же материала могут быть получены три разных значения ударной вязкости:KС – без надреза, KCU – со скругленным надрезом и KCV – с острым надрезом (аналог трещины).

Образец 2 кладут на опоры по шаблону, обеспечивающему его симметричное расположение. Надрез должен быть направлен в сторону, противоположную направлению удара. Поднимая маятник 1 на ту или другую высоту, ему создают определенный запас энергии.

В конце свободного падения маятник, встречаясь с образцом, тратит на его разрушение часть запаса энергии и поднимается на меньшую высоту. Работу, израсходованную на разрушения образца, определяют как разность потенциальных энергий маятника до и после удара:

(2.2)

где m – масса маятника, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

Н_о и h_к – высота подъема центра весы маятника относительно точки встречи с образцом соответственно до и после удара, м.

С целью упрощения испытаний измерительное устройство копра часто градуируют непосредственно в единицах израсходованной работы (Дж), что позволяет не вычислять величину K по приведенной формуле, а отсчитывать ее непосредственно, по шкале измерительного устройства.

3. Оборудование, приборы, инструмент и материалы, используемые

при выполнении работы

• маятниковый копер МК-30 (максимальная энергия – 300 Дж);

• штангенциркуль ШЦ-1 (пределы измерений – 0…125 мм, точность – 0,1 мм);

• шаблон для центрирования образцов;

• комплект образцов различной формы (3 шт.).