Порядок выполнения работы.

1. Изучить устройство машины ИМ-12А и порядок проведения испытаний.

2. Изучить правила техники безопасности при проведении испытаний на испытательной машине ИМ-12А.

3.Подготовить таблицы 1.1 и 1.2 журналов наблюдений и расчета.

Таблица 1.1 – Журнал наблюдений и расчета характеристик прочности

Размеры образца по шкале силоизмерителя по диаграмме Характеристики прочности
d0, мм F0, мм2 Рт ,Н Рmax ,Н Рпц , Н Pт , Н Рв, Н σпц , МПа σт , МПа σв, МПа
                   

Таблица 1.2 – Журнал наблюдений и расчета характеристик пластичности

d0, мм F0, мм2 Fк, мм2 Ɩ0, мм Ɩк, мм (Ɩк – Ɩо), мм ΔƖост, мм δ, % Ψ , % Характер разрыва образца
                   

4. Зарисовать эскиз образца, измерить, записать в таблицы диаметр (d0) и расчетную длину (Ɩ0) рабочей части образца с точностью 0,1мм. Рассчитать и записать первоначальная площадь (F0) поперечного сечения образца.

5. Заправить диаграммный аппарат машины рулоном бумаги. Наматывают рулон на нижний ролик, вращая его часовой стрелке (если смотреть со стороны маятника). При заправке бумаги на верхний барабан его освобождают от сцепления с приводной системой. Проверить работу диаграммного аппарата, провернув барабан вхолостую, и получить начало нулевой линии. Закрепив бумагу, включают сцепление барабана.

6. Закрепить образец в захватах машины. Ниж­ний захват при помощи рукоятки перемещается при установке образца. Для надежного закрепления образца в захватах машины использовать ручной при­вод нижнего захвата, вращая рукоятку по часовой стрелке, при выключенной основной системе передач (рукоятка редуктора в нейтральном положении). После того как образец установлен, рукоятка фиксируется стопором.

7. Каретку с карандашом ставят в нулевое положение. Прочерчивают координатные оси: ось абсцисс наносится при холостом ходе машины, т. е. при нулевой нагрузке; ось ординат получается при перемещении вручную рычага с кареткой вправо при неподвижном барабане.

8. Включить электродвигатель. Переключатель электродвигателя можно устанавливать в одно из трех положений: прямой ход, стоп и обратный ход.

Рычагом редуктора установить пониженную передачу (2 мм/мин) и наблюдать за процессом растяжения образца с соблюдением мер безопасности.

9. В процессе эксперимента зафиксировать по шкале силоизмерителя и записать в таблицу 1.1: нагрузку (РТ ,Н), вызывающую текучесть материала, когда указатель по шкале силоизмерителя не движется или колеблется, и максимальную нагрузку (Рmax ,Н), которую выдержит образец до разрушения.

10. После разрушения образца выключить электродвигатель, вынуть из захватов машины обе части образца. Установить характер разрушения образца, который записать в таблицу 1.2.

Затем половинки разрушенного образца следует сложить так, что­бы совпали поверхности разрушения, и уложить на подставку рисками вверх, измерить диаметр в самом тонком месте (диаметра шейки) и длину между рисками. Данные записать в таблицу 1.2 журнала наблюдений.

11. Записанную диаграмму растяжения снять с барабана и приступить к ее обработке. Прямолинейный участок диаграммы с помощью линейки продолжают карандашом до пересечения с осью абсцисс и отмечают точку О (начало координат диаграммы). Начальный участок диаграммы обычно бывает криволинейным (на рис.1.4 этот криволинейный участок показан пунктиром). Это обусловлено тем, что происходит обжатие головок образца и устраняются зазоры в механизмах машины. Поэтому криволинейный участок диаграммы исключают. Полученная точка О считается началом координат диаграммы, поэтому через нее проводят координатные оси нагрузки (Р, Н) и абсолютного удлинения (ΔƖ, мм). Обозначить на диаграмме характерные точки A,B,C,D,E,K, используя рисунок 1.4а.

12. Установить масштаб диаграммы по оси нагрузок. Для этого измерить ординату, соответствующую точке «Е» диаграммы и, зная соответствующую ей максимальную нагрузку (Рmax ,Н), которая записана в таблице 1.1 по результату визуального наблюдения по шкале силоизмеритея при испытании образца, определить масштаб М = ……Н/мм.

13. Рассчитать показатели прочности материала. Измерить ординаты точек А, С (наименьшая ордината площадки текучести), Е иопределить значения Рпц , Pт , Рв с учетом масштаба нагрузки. Результаты записать в таблицу 1.1.

14. Выполнить в тетради рисунок диаграммы растяжения образца, приняв самостоятельно масштаб изображения. Указать на диаграмме все обозначения, используя рисунок 1.4а.

15. Рассчитать по формулам 1.1, 1.2 и 1.4 значения напряжения σпц , σт , σв , разделив соответствующие нагрузки на первоначальную площадь сечения образца F0.. Результаты записать в таблицу 1.1.

16. Определить по диаграмме растяжения удлинение образца. Для этого из точки К проводится прямая КО1, параллельная линии ОА, до пересечения с осью абсцисс (рис.1.4 а), а также из точки К проводится перпендикуляр до оси абсцисс (точка О2). Отрезок ОО2 определяет полное удлинение образца, включающее остаточную и упругую деформации. Отрезок ОО1 , который определяет остаточное ΔƖост удлинение образца, измерить и записать в таблицу 1.2. Сравнить значение с результатом измерения деформированного образца.

17. Рассчитать характеристики пластичности материала:относительное удлинение после разрыва по формуле 1.5; от­носительное сужение после разрыва по формуле 1.6. Результаты расчетов записать в таблицу 1.2.

18. Записать обоснованный вывод о том, из какого материала был изготовлен образец.

19. Записать контрольные вопросы и ответы на вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Записать какие зоны имеет диаграмма растяжения для пластичного материала.

2. Как установить масштаб диаграммы по оси нагрузок и провести оси координат на диаграмме растяжения?

3. Записать определения предела пропорциональности и предела упругости.

4. Какие деформации называются упругими и остаточными? Как определить значение максимального остаточ­ного удлинения по диаграмме?

5. Записать определения предела текучести и предела прочности (временного сопротивления) материала.

6. Что такое условный предел текучести и как он определяется?

7. Записать определения характеристики пластичности материала.

Литература:

1. МЕТАЛЛЫ. Методы испытаний на растяжение. ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84,) Срок действия с 01.01.86.

2. Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. ГОСТ 28840—90. Дата введения 01.01.93.

3. Сопротивление материалов. Лабораторный практикум: Учебное пособие для вузов / А. С. Вольмир, Ю. П. Григорьев, В. А. Марьин, А. И. Станкевич. — 2-е изд., испр. — М.: Дрофа, 2004. —144…156.

Лабораторная работа № 2