1.4. Опрацювання даних досліду

1. За кожним тензодатчиком у журналі спостережень визначити приріст деформацій та відповідно до ступенів навантаження .

2. Для кожного ступеня навантаження визначити півсуму приростів за формулами і.

3. Із одержаних приростів обчислити середньоарифметичний приріст .

4. Напруження у випробовуваному зразкові, що відповідає одному ступеню навантаження , кН:. Дослідне значення модуля поздовжньої пружності.

5. Коефіцієнт поперечної деформації .

1.5. Висновки

При відхиленнях значення модуля поздовжньої пружності, одержаного дослідним шляхом, від нормативного в межах 5% можна вважати, що дослід проведений із достатньою точністю. Коефіцієнт Пуассона для сталі коливається в межах 0,25...0,33.

1.6. Побудова діаграми розтягу за даними спостереження

Для навантаження 0…ΔF розмір деформації зразка не вимірювався. Приймаємо для нього значення деформації, рівне .

У журналі спостережень підрахувати ддя кожного ступеня навантаження повне значення збільшень деформацій, наприклад:

для 10 кН (10×10^-3 МН) повне значення приростів деформацій дорівнює ;

для 20 кН (10×10^-3 МН) повне значення приростів деформацій дорівнює плюс відповідна півсума збільшень цього ступеня;

для 30 кН (10×10^-3 МН) повне значення приростів деформації дорівнює повному збільшенню попереднього ступеня плюс відповідна півсума приростів цього ступеня і т.д.

Прийнявши вертикальний та горизонтальний масштаби, накреслити діаграму розтягу, спрямовуючи по вертикальній осі значення напружень, а по горизонтальній осі відповідні значення деформацій.

Побудований графік у координатах σ і ε повинен являти собою пряму лінію, що й підтверджує достовірність закону Гука.

Лабораторна робота № 2

ВИПРОБУВАННЯ СТАЛЕВОГО ЗРАЗКА НА РОЗТЯГ ДО РОЗРИВУ

Мета роботи: визначати механічні характеристики сталі, тобто величини, що характеризують міцність і пластичність, матеріалу; вивчити діаграми розтягу сталевого зразка з її характерними точками та визначити марку сталі.

Дослідженню піддається сталевий зразок круглого поперечного перерізу стандартних розмірів (див. рис. 1.3).

2.1. Загальні відомості

У межах розрахункової довжини на зразку через кожний сантиметр наносять мітку для того, щоб простежити розподіл розтягу по довжині зразка. Дослід проводять на універсальній випробувальній машині потужністю 500 кН типу УИМ-50 м, яка має пристрій для автоматичного креслення діаграми розтягу, тобто графіка, що зв’язує навантаження і деформацію зразка в процесі його розтягу до моменту розриву.

Масштаби одержуваної діаграми: вертикальний – у кожному 1 мм діаграми – 3 кН навантаження; горизонтальний – у кожному 1 мм діаграми – 0,5 мм видовження.

2.2. Установлення зразка і проведення досліду

Перед установленням зразка вимірюють його розрахункову довжину l і діаметр d. За результатами обмірювання обчислюють площу поперечного перерізу.

Потім зразок закріпляють у затискувачах машини. Перед початком випробувань перевіряють пристрій для автоматичного креслення діаграми розтягу. Після цього зразок безупинно навантажують до моменту розриву. В процесі випробувань автоматично отримується діаграма розтягу (рис. 2.1).

Перша частина діаграми до точки К являє собою пряму лінію, що вказує на прямопропорційну залежність між навантаженням і деформацією відповідно до закону Гука. Ордината точки К діаграми відповідає навантаженню, розділивши яке на початкову площу перерізу зразка, знайдемо границю пропорційності випробуваного матеріалу, тобто те граничне напруження, після якого порушується справедливість закону Гука.

Рис. 2.1. Діаграма розтягу сталі

Вище від точки К знаходиться точка В, яка відокремлює границю пружних деформацій зразка. Ордината точки діаграми відповідає. Напруження, що відповідає навантаженню, до якого зразок зазнає тільки пружних деформацій, називається границею пружності.

Практично точки К і В настільки близькі одна до одної, що звичайно приймають границю пружності та границю пропорційностізбіжними.

При збільшенні навантаження (вище від точки К) закон Гука порушується, і деформація починає зростати швидше за навантаження; тепер діаграма набуває криволінійного вигляду випуклістю вгору.

Напруження, що відповідає стану зразка, коли деформація збільшується майже без збільшення навантаження (матеріал тече), яке характеризується площадкою текучості на діаграмі – СС₁, називається границею текучості й визначається за формулою , де– навантаження, що відповідає границі текучості. Розрізняють верхнюі нижнюграницю текучості. Для практичного застосування варто визначати нижню границю текучості.

За площадкою текучості діаграма знову йде вгору по кривій. Навантаження знову починає зростати і досягає свого найбільшого значення, після чого зменшується до моменту розриву зразка.

Найбільше навантаження, досягнуте в процесі випробування, називається навантаженням, що відповідає границі міцності, а напруження, викликане цим навантаженням, називається границею міцності, або тимчасовим опором матеріалу, і визначається за формулою .

Під час досліду фіксується навантаження в момент розриву , котре менше, ніж навантаження, що відповідає границі міцності. Умовне напруження в момент розриву, деА – початкова площа поперечного перерізу зразка.