Занятие 22. (2 часа) Механические испытания, механические характеристики.

Предельные и допускаемые напряжения.

Механические испытания. Статические испытания на растяжение и сжатие

Это стандартные испытания: оборудование — стандартная разрывная машина, стандартный образец (круглый или плоский), стандартная методика расчета.

На рис. 22.1 представлена схема испытаний

На схеме обозначены:

d_o — начальный диаметр поперечного сечения;

l _о — начальная длина.

На рис. 22.2 изображена схема образца до (рис. 22.2а) и после (рис. 22.26) испытаний

d_ш - диаметр шейки, сужения перед разрывом.

Образец закрепляется в зажимах разрывной машины и растягивается до разрыва.

Машина снабжена прибором для автоматической записи диаграммы растяжения — зависимости между нагрузкой и абсолютным удлинением (рис. 22.3)

Рис. 22.3 . Диаграмма растяжения для малоуглеродистой стали.

Полученная диаграмма пересчитывается и перестраивается (рис. 22.4 — приведенная диаграмма растяжения первого типа).

Рис.22.4. Приведенная диаграмма растяжения первого типа

Особые точки диаграммы растяжения обозначены точками 1, 2, 3, 4, 5:

1) точка 1 соответствует пределу пропорциональности: после нее прямая линия (прямая пропорциональность) заканчивается и переходит в кривую;

участок 01 — удлинение Δ l растет пропорционально нагрузке; подтверждается закон Гука;

2) точка 2 соответствует пределу упругости материала: материал теряет упругие свойства — способность вернуться к исходным размерам;

3) точка 3 является концом участка, на котором образец сильно деформируется без увеличения нагрузки. Это явление называют текучестью; текучесть — удлинение при постоянной нагрузке;

4) точка 4 соответствует максимальной нагрузке, в этот момент па образце образуется «шейка» — резкое уменьшение площади поперечного сечения. Напряжение в этой точке называют временным сопротивлением разрыву, или условным пределом прочности. Зона 3-4 называется зоной упрочнения.

Механические характеристики

При построении приведенной диаграммы рассчитываются величины, имеющие условный характер, усилия в каждой из точек делят на величину начальной площади поперечного сечения, хотя в каждый момент идет деформация и площадь образца уменьшается.

Приведенная диаграмма растяжения не зависит от абсолютных размеров образца

(рис. 22.4).

Рис. 22.4. Приведенная диаграмма растяжения

а) Основные характеристики прочности:

· предел пропорциональности

· предел упругости

· предел текучести

· предел прочности, или временное сопротивление разрыву,

где — начальная площадь сечения.