Описание испытательной машины и приборов

Лабораторная работа по определению модуля упругости выполняется на универсальной машине, принципиальная схема которой изображена на рис. 2. Эта машина предназначена для статических испытаний материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Она относится к типу разрывных испытательных машин с механическим нагружением.

Вид деформации определяется направлением перемещения нижнего захвата 3. При растяжении в захваты 3 и 5 устанавливается испытуемый образец 4.

Перемещение нижнего зажима осуществляется с помощью червячной передачи 1 (вручную или от электродвигателя) и винта 2. Опускание нижнего захвата при неподвижном верхнем захвате вызывает растяжение образца. Неподвижный верхний захват соединен с динамометрическим устройством, предназначенным для определения нагрузки.

Динамометрический устройство машины состоит из цилиндра 6, в котором помещен поршень 7, оказывающий давление на жидкость (масло). По этому давлению при помощи манометра 8 определяется усилие в стержне.

Для измерения линейных деформаций при испытании образцов применяются специальные приборы - тензометры. Используемый в данной работе тензометр системы «МИЛ» состоит из двух одинаковых частей, прижатых к образцу пружинами. Наличие двух тензометров помогает исключить влияние изгиба, если нагрузка приложена не совсем вдоль оси стержня.

На рис. 3 изображена схема правого тензометра. Планка 9 прижимается к образцу 1, опираясь на него неподвижным ножом 8 и подвижным ножом 3, расстояние между остриями, которых называется базой прибора. Расчетная длина l образца равна базе тензометра (в данном случае l = 100 мм).

С помощью винта 7 устанавливается исходное положение стрелки 5 на шкале 2, которая имеет прорезь с зеркалом для повышения точности снятия отсчетов по шкале.

Вследствие деформации образца на величину подвижная призма 3 и жестоко связанный с ней рычаг 4 перемещается и с помощью привода возвращают стрелку 5. Разница между новым и начальным положениями стрелки представляет собой деформацию образца, увеличенную в Κ раз. Увеличение тензометра зависит от соотношения плеч рычагов прибора. В рассматриваемом тензометре система рычагов подобрана таким образом, что коэффициент тензометра К=500.

Проведение испытания

Данные обмера образца записываются в бланк лабораторной работы. Поскольку линейная зависимость между нагрузкой и деформацией выполняется только до границы пропорциональности σ_п, следует определить соответствующие ей нагрузки

Для стали Ст. 3 =200 МПа. Наибольшая нагрузка при испытаниях не должна превышать величину Р_П

На закрепленном в захватах образце устанавливается тензометр. Для устранения зазоров в механизмах испытательной машины и обжатия в захватах концов образца с помощью ручного привода дается начальная нагрузка Ρ₀= 5 кН, при которой снимаются отсчеты по левой и правой шкалам прибора и заносятся в таблицу. Выбирается степень нагрузки = 5 кН и последовательно прикладывается нагрузка от 10 до 30 кН с интервалом = 5 кН.

При каждой нагрузке снимаются и записываются в таблицу отсчеты по обоим тензометрам. При снятии отсчетов глаз нужно располагать таким образом, чтобы стрелка тензометра совпадала с ее отражением в зеркале.

После окончания испытаний образец нужно разгрузить.

При остаточной нагрузке в 5,0 кН надо убедиться, что показания тензометров соответствуют начальным, то есть образец подвергался только упругим деформациям.