|
ИСПЫТАНИЕ НА СЖАТИЕ ПЛАСТИЧНЫХ И ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВЦель работы. 1. Определить механические характеристики материалов: для пластичных – предел пропорциональности, для хрупких – временное сопротивление. 2. Сравнить поведение пластичных и хрупких материалов при испытании на сжатие. Испытания на сжатие распространены гораздо меньше, чем испытания на растяжение. Как правило, испытанию на сжатие подвергают такие материалы, как дерево, чугун, бетон и некоторые другие хрупкие материалы, которые лучше сопротивляются сжатию, чем растяжению и применяются для изготовления элементов конструкций, работающих на сжатие. Рассмотрим особенности поведения пластичных и хрупких материалов при испытаниях на сжатие. Для испытаний на сжатие применяют образцы либо цилиндрической формы, либо в форме кубика. При испытании металлов (сталь, бронза, дюраль, чугун и др.) применяются образцы цилиндрической формы, причем во избежание искривления высота h цилиндрического образца не должна превышать двух-трех диаметров d. Образцы в форме кубика применяются при испытании бетона, камня, дерева и т.д. 1. Сжатие пластичных материалов. На рис.5 приведена диаграмма сжатия образца из малоуглеродистой стали. В начале диаграммы так же, как при растяжении, имеется прямолинейный участок OА, выражающий пропорциональную зависимость между нагрузкой и деформацией (закон Гука). Точка А диаграммы соответствует пределу пропорциональности при сжатии (10) где – начальная площадь поперечного сечения образца. После перехода через предел пропорциональности наблюдается более быстрый рост деформаций, причем от точки В диаграммы деформации растут без увеличения нагрузки – материал течет. Точка В диаграммы соответствует пределу текучести при сжатии (11)
При нагрузке , соответствующей пределу текучести, образец получает заметные остаточные деформации, которые выражаются в его укорочении и увеличении поперечного сечения. Вследствие сил трения между торцами образца и опорными поверхностями испытательной машины образец принимает бочкообразную форму (рис.6).
Для дальнейшей деформации образца необходимо увеличивать нагрузку – кривая на диаграмме сжатия (рис.5) идет резко вверх. Образец расплющивается в тонкий диск, не обнаруживая признаков разрушения. Поэтому временное сопротивление при сжатии пластичных материалов не определяется. При сжатии пластичных материалов так же имеет место явление наклепа. У пластичных материалов пределы пропорциональности и пределы текучести при испытании на растяжение и сжатие практически одинаковы.
2.Сжатие хрупких материалов. Хрупкие материалы при сжатии разрушаются при малых деформациях. Разрушение происходит внезапно с образованием трещин по наклонным или продольным плоскостям. Временное сопротивление при сжатии таких материалов как чугун, бетон и камень в два и более раз превышает временное сопротивление при растяжении. Диаграмма сжатия чугуна (рис.7) не имеет прямолинейного участка. Точка E диаграммы соответствует временному сопротивлению при сжатии (12) Разрушение чугунных образцов, а так же образцов из некоторых марок алюминиевых сплавов, происходит по плоскости (рис.8), наклоненной к оси образца на угол, близкий к 45° от действия максимальных касательных напряжений.
Подготовка образцов к испытании Измерить диаметр d и высоту h образцов. Вычислить начальную площадь поперечного сечения каждого образца. Проведение испытания 1 1. Установить образец из пластичного материала С стали, бронзы и др.) на нижнюю траверсу испытательной машины. 2. В записывающее устройство установить лист миллиметровой бумаги. 3. Плавно нагружать образец усилием (до 60 70кН). 4. Разгрузить образец. 5. Из записывающего устройства извлечь диаграмму сжатия.
Обработка результатов испытания I 1. На диаграмме сжатия установить точку А (рис.5) в конце прямолинейного участка. 2. Измерить ординату точки А в мм и умножить ее на масштаб диаграммы (1мм – 500Н). Полученное значение записать в журнал лабораторных работ. 3. Вычислить предел пропорциональности при сжатии по формуле (10). 4. Сравнить с пределом пропорциональности при растяжении (см. лаб.работу № 1). 5. В журнале лабораторных работ начертить диаграмму сжатия и выполнить эскиз образца до и после испытания.
Проведение испытания 2 1. Установить образец из хрупкого материала (чугуна, дюрали и др.) на нижнею траверсу испытательной машины. 2. В записывающее устройство установить лист миллиметровой бумаги. 3. Плавно нагружать образец усилием до разрушения. 4. Из записывающего устройства извлечь диаграмму сжатия.
Обработка результатов испытания 2 1. На диаграмме сжатия установить точку Е (рис.7) в том месте, где диаграмма достигает максимума. 2. Измерить ординату точки Е в мм и умножить ее на масштаб диаграммы (1мм – 500Н). Полученное значение записать в журнал лабораторных работ. 3. Вычислить временное сопротивление при сжатии по формуле (12). 4. В журнале лабораторных работ начертить диаграмму сжатия и выполнить эскиз образца до и после испытания.
РАБОТА №3 ИСПЫТАНИЕ НА СЖАТИЕ ДЕРЕВА Цель работы: определить временное сопротивление дерева при сжатии вдоль и поперек волокон. Анизотропными называются материалы, свойства которых различны в различных направлениях. Примером анизотропного материала является дерево, свойства которого различны при испытании вдоль и поперек волокон. Так, прочность дерева при сжатии вдоль волокон в 8 – 10 раз больше, чем при сжатии поперек волокон [1].
Для испытания дерева на сжатие применяются образцы в форме кубика. На рис.9 приведены диаграммы сжатия дерева вдоль волокон (1) и поперек волокон (2). При сжатии вдоль волокон образец претерпевает сравнительно небольшие остаточные деформации. Диаграмма сжатия не имеет прямолинейного участка. После достижения нагрузкой наибольшего значения начинается разрушение с обмятием торцов и образованием поперечных складок. Нередко вместе с этим образуются и продольные трещины. При сжатии образца поперек волокон в начале диаграммы наблюдается наклонный прямолинейный участок до нагрузки , соответствующей пределу пропорциональности. При дальнейшем испытании диаграмма идет почти параллельно горизонтальной оси. Образец деформируется почти без увеличения нагрузки. Однако разрушения образца не происходит: он лишь спрессовывается. Значительный рост деформаций позволяет считать, что сопротивление образца исчерпано.За разрушающую принимают такую нагрузку , при которой кубик сжимается на 1/3 своей первоначальной высоты [1].В дальнейшем за счет прессования сопротивление дерева возрастает, что приводит к увеличению нагрузки выше . Подготовка образцов к испытанию Измерить кубики. Вычислить площадь поперечного сечения каждого из них. Результаты записать в журнал лабораторных работ. Проведение испытания 1 1. Установить образец на нижнюю траверсу испытательной машины таким образом, чтобы направление волокон совпадало с направлением сжимающей нагрузки. 2. В записывающее устройство установить лист миллиметровой бумаги. 3. Плавно нагружать образец усилием до разрушения. 4. Из записывающего устройства извлечь диаграмму сжатия.
Обработка результатов испытания 1 1. На диаграмме сжатия установить точку Е в том месте, где диаграмма достигает максимума. 2. Измерить ординату точки Е в мм и умножить ее на масштаб диаграммы (1мм – 500Н). Полученное значение записать в журнал лабораторных работ. 3. Вычислить временное сопротивление при сжатии вдоль волокон по формуле (5).
Проведение испытания 2 1. Установить образец на нижнюю траверсу испытательной машины таким образом, чтобы направление волокон было перпендикулярно направлению сжимающей нагрузки. 2. В записывающее устройство установить лист миллиметровой бумаги. 3. Плавно нагружать образец усилием до тех пор, пока его высота не уменьшится на 1/3. 4. Разгрузить образец. 5. Из записывающего устройства извлечь диаграмму сжатия.
Обработка результатов испытания 2 1. По шкале силоизмерительного устройства испытательной машины определить . 2. Вычислить временное сопротивление при сжатии поперек волокон по формуле (5). 3. Вычислить отношение временного сопротивления при сжатии вдоль волокон к временному сопротивлению при сжатии поперек волокон.
РАБОТА №4 ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|