ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра «Прочность материалов и конструкций»
ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНЫХ
УЧЕБНО–ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ
ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2011
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ И ПЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОТОЖЖЕННОЙ СТАЛИ
Цель опыта – получение диаграммы растяжения стального образца и определение механических характеристик прочности и пластичности.
Постановка испытания. Испытание производится на разрывной машине Р-5.
Масштабы автоматически записываемой диаграммы растяжения: для сил - кН; для удлинения в 1 см - см.
Данные опыта
Геометрические характеристики образца
Вид образца |
До опыта |
После опыта |
Размеры
|
Диаметр d0= мм Длина l0= мм Площадь поперечного сечения F0= мм2 Объем рабочей части образца V0=F0*l0= см2 |
Диаметр шейки d1= мм Длина l1= мм Площадь поперечного сечения F1= мм2
|
Диаграмма растяжения
(уменьшенная копия диаграммы, полученной при испытании)
Нагрузки, соответствующие:
пределу пропорциональности Рпц = кН
пределу текучести Рт = кН
временному сопротивлению Рв = кН
моменту разрыва Pz = кН
Абсолютное удлинение образца после разрыва:
полное общее удлинение, определяемое по диаграмме ∆ lп = мм;
полное остаточное удлинение, определяемое по диаграмме ∆lост = мм
полное остаточное удлинение, найденное по замерам образца до и после разрыва ∆lост= l1 - l0= мм;
Результаты опыта
Характеристики прочности:
предел пропорциональности σПЦ = Рпц/F0 =
предел текучести σT = PT/ F0 =
временное сопротивление σв = Рв/ F0 =
Характеристики пластичности:
относительное остаточное удлинение δ = (∆lост/ l0)*100% =
относительное остаточное сужение ψ = ((F0 – F1)/ F0)*100% =
Прочие механические характеристики:
полная работа деформации, затраченная на разрыв образца (подсчитать по площади диаграммы) А = η*Рв*∆lост =
удельная работа разрыва α = А/V0 =
истинное напряжение при разрыве σc = Pz/Fl =
Выводы:
Контрольные вопросы :
-
Какую деформацию тела называют упругой и какую остаточной?
-
Что называют пределом пропорциональности, пределом упругости, пределом текучести, временным сопротивлением?
-
Что называется деформационным упрочнением (наклепом)?
-
Что называют характеристиками пластичности материала?
5. Как вычисляется работа, затраченная на разрушение образца?
Лабораторная работа № 3 исследование прочностных и пластических свойств различных материалов при сжатии
ОПЫТЫ 3.1-3.5. СЖАТИЕ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ДО РАЗРУШЕНИЯ
Цель опытов – сравнительное изучение свойств пластических и хрупких, однородных и неоднородных материалов при испытании их на статическое сжатие.
Постановка испытания. Испытание выполняется на гидравлическом прессе с маятниковым противовесом.
ОПЫТ 3.1. СЖАТИЕ ОБРАЗЦА ИЗ ПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА
Данные опыта
Диаграмма сжатия (вычертить в масштабе)
Материал малоуглеродистая сталь
Размер образца до опыта
|
Эскиз образца До опыта
|
|
||||
Диаметр d0= мм Высота h0 = мм Площадь поперечного сечения F= см2 |
|
|
Нагрузка, соответствующая пределу пропорциональности PПЦ = 29 кН
Результаты опыта
Предел пропорциональности σПЦ = Рпц/F0 =
ОПЫТ 3.2. СЖАТИЕ ОБРАЗЦА ИЗ ХРУПКОГО МАТЕРИАЛА
Данные опыта
Диаграмма сжатия (в масштабе)
Материал: серый чугун
Размер образца до опыта |
Эскиз образца До опыта
|
|
||||
Диаметр d0= мм Высота h0 = мм Площадь поперечного сечения F= см2 |
|
|
Разрушающая нагрузка Рв = кН
Результаты опыта
Предел прочности при сжатии σв = Рв/ F0 =
ОПЫТ 3.3. СЖАТИЕ ДЕРЕВА ВДОЛЬ ВОЛОКОН
Данные опыта
Диаграмма сжатия (в масштабе)
Порода дерева сосна
Размер образца до опыта |
Эскиз образца До опыта
|
|
||||
а = см b = см h = см F0 = см2 |
|
|
Разрушающая нагрузка Рв = кН
Результаты опыта
Предел прочности при сжатии σв = Рв/ F0 =
ОПЫТ 3.4. СЖАТИЕ ДЕРЕВА ПОПЕРЕК ВОЛОКОН
Данные опыта
Диаграмма сжатия (в масштабе)
Порода дерева
Размер образца до опыта |
Эскиз образца До опыта
|
|
||||
а = см b = см h = см F0 = см2 |
|
|
Наибольшая нагрузка Рmax = кН
Наибольшее напряжение σmax = Рmax/ F0 = МПа
ОПЫТ 3.5. СЖАТИЕ ИСКУССТВЕННОГО (ЦЕМЕНТНОГО) КАМНЯ
Данные опыта
Диаграмма сжатия (в масштабе)
Размер образца до опыта |
Эскиз образца До опыта
|
|
||||
а = см b = см h = см F0 = см2 |
|
|
Разрушающая нагрузка Рв = кН
Результаты опыта
Предел прочности σв = Рв/ F0 =
Выводы:
Контрольные в оп росы :
-
По каким признакам материалы делят на пластичные и хрупкие?
-
Назовите, какие из испытанных образцов вели себя при сжатии, как пластичные и какие, - как хрупкие?
-
Какие механические характеристики удалось определить в результате испытания на сжатие образца из пластичной стали и каков вид диаграммы сжатия образца из пластичной стали?
-
Какие механические характеристики удалось определить в результате испытания чугунного образца и как изменилась форма образца из чугуна в процессе испытания на сжатие?
-
Какие материалы называют изотропными и анизотропными?
-
Как разрушается образец из древесины при сжатии вдоль волокон? Какие механические характеристики были определены?
-
Как изменился вид образца дерева при сжатии его поперек волокон?
Обнаружены ли трещины? Каковы остаточные деформации?
-
Опишите вид образца цементного камня после опыта на сжатие и характер его разрушения. Каков вид диаграммы сжатия цементного камня?
9. Произведите сравнительную оценку сопротивления сжатию исследованных материалов.