2.2. Форма и размеры образцов

Результаты испытания на растяжение зависят не только от свойств материалов, но и от формы и размеров испытуемых образцов. Для получения сравнимых результатов, получаемых различными лабораториями, установлены типы и размеры образцов.

Стандартные образцы круглого и прямоугольного поперечных сечений изображены на рис. 4. Круглые образцы диаметром d₀=20 мм называют нормальными, а образцы с меньшими (иногда большими) диаметрами или некруглого поперечного сечения – пропорциональными. Наиболее часто применяют цилиндрические образцы, у которых длина l₀ (на образце отмечается рисками), равные десяти диаметрам d₀ (длинные образцы), и образцы с расчетной длиной l₀=5d₀ (короткие образцы).

l

d₀

l₀=10d₀

l

A₀

l₀=11,3

Рис. 4. Образцы для испытания на растяжение

Чтобы результаты испытаний образцов с различной формой поперечного сечения были сопоставимыми, необходимо обеспечить постоянное отношение расчетной длины образца к квадратному корню из площади поперечного сечения

(9)

Таким образом, для длинных образцов

(10)

для коротких

(11)

3. Порядок проведения испытания

1. Перед испытанием ознакомиться с устройством машины, в журнале наблюдений записать тип машины, цену деления силоизмерительного устройства, масштабы записи диаграммы по нагрузке М_F и деформации М_l.

2. Измерить диаметр d₀ образца и определить расчетную длину l₀. Отметить рисками на образце длину l₀.

3. Закрепить образец в захватах машины.

4. Закрепить бумагу на барабан диаграммного аппарата, проверить его работу для чего повернуть барабан в холостую и получить нулевую линию.

5. Включить электродвигатель Р-10 и наблюдать за процессом растяжения образца.

6. После разрушения образца выключить электродвигатель и вынуть из захватов машины обе части образца.

7. Записать значение наибольшей нагрузки F_в по шкале силоизмерительного устройства, снять с барабана бумагу с диаграммой растяжения образца и приступить к обработке результатов испытания.

4. Обработка результатов испытания

1. Обе части разрушенного образца сложить вместе и замерить расстояние l_р между рисками и диаметр d_р образца в месте разрыва.

2. Нанести на полученную диаграмму координатные оси (рис. 5). Ось абсцисс (ось удлинения) совместить с нулевой линией диаграммы, а для проведения оси ординат (оси нагрузки) определить начало координат – точку О. Для этого необходимо продлить прямолинейный участок диаграммы (участок упругих деформаций) до пересечения с осью абсцисс. Таким образом, из рассмотрения исключается криволинейный участок диаграммы, который возникает вследствие первоначального обмятия головок образца в захватах машины.

F L

M_F M

D

A

y_L

y_D

y_A

M₂ M₁ Δl

O Δl Δl_уп М_l

Рис. 5. Экспериментально полученная программа растяжения

3. Отметить на диаграмме характерные точки А, Д, L и М. Из точки М провести линию ММ₂ параллельно прямолинейному участку диаграммы. Эта линия пересекает на оси абсцисс отрезок ОМ₂, равный величине остаточного удлинения образца в масштабе М_l записи диаграммы.

4. Определить нагрузки, соответствующие точкам А, Д и пределам:

а) пропорциональности

(12)

б) текучести

(13)

в) прочности

(14)

5. Определить характеристики прочности материала:

(15)

6. Определить характеристики пластичности материала:

а) относительное остаточное удлинение по формуле (7);

б) относительное остаточное сужение по формуле (8).

7. В случае отсутствия площадки текучести определить величину нагрузки F_0,2 (см. рис. 4), для чего на оси абсцисс диаграммы растяжения отложить отрезок

и провести ВВ/ОА. Ордината у_В точки В определяет в масштабе М_F нагрузку F_0,2:

По формуле (3) найти условный предел текучести _0,2.