Болат лгіні зілуге сынау жне созылу диаграммасын жазу
МАТЕРИАЛДАР КЕДЕРГІСІ
Пнінен зертханалы жмыстарды орындауа арналан дістемелік нсау
Орал 2011
растырушылар: Нуралин, Б.Н., т..к., доцент
Джаналиев, Е.М., т..к., аа оытушы
Омарова, Н.И., т..к., аа оытушы
Пікір жазан: Шакешов Б.Т., т..к., аа оытушы
Кафедраны отырысында аралды, 20 атар 2011, хаттама №6
Политехникалы факультетіні оу-дістемелік бюросымен малданды,
24 атар 2011, хаттама №4
Университетті ОК отырысында талыланып, баспаа сынылды «___»_____________ 20___, хаттама №___
Жгір хан атындаы Батыс азастан
аграрлы-техникалы университеті
АЛЫ СЗ
«Материалдар кедергісі» жоары техникалы оу орындарында оылатын жалпы техникалы пндерді бірі. «Материалдар кедергісі» пні машина блшектері мен р трлі конструкцияларды кпшілігіне орта жалпыланан элементтерді з ызметін сенімді жне тиімді атаруына байланысты мселерді шешумен айналысады. Осыан байланысты «Материалдар кедергісі» пніні алдына ойылатын масаттарын негізінен ш топа блуге болады:
1) машина блшектері мен конструкциялар элементтерін беріктікке, атадыа жне орнытылыа есептеу;
2) конструкциялы материалдарды механикалы асиеттерін тжірибе жзінде анытау;
3) тжірибелік механика негіздерін зерттеу жне жаа тсілдер жасау.
Пнні оу бадарламасында машина жасау саласында кездесетін брыс (брус), сыры (стержень), тата (пластинка) жне абыша (оболочка) трізді элементтерді жне солардан растырылан жйелерді есептеу, сонымен атар серпімділік жне пластикалы теориясыны элементтері арастырылан.
Машина жасау салаларында пайдаланылатын материалдарды беріктік мселелеріне атысты механикалы асиеттерімен студенттерді тжірибе жзінде таныстыру масатында пн мазмнын толы дерлік амтитын лабораториялы жмыстар арастырылан.
Аталан курста математикалы талдау жне теориялы механиканы дістері, сонымен атар трлі материалдарды асиеттерін арастыратын физика бліміні малматтары кеінен олданылады. «Материалдар кедергісі» тжірибелі-теориялы ылым, себебі осы курста тжірибе нтижелері мен теориялы ізденістерді орытындылары кеінен олданылады.
Бл методикалы нсауда «Материалдар кедергісі» оулытарындаы жалпы абылданан шартты белгілер саталып, р лабораториялы жмыс шін толы теориялы тсініктер мен оларды дайындау, орындау жніндегі нды кеестер берілген.
дістемелік нсау «Материалдар кедергісі» пнін оитын барлы техникалы мамандытарыны студенттеріне арналан. Сонымен атар бл нсауды «Машинатануды теориялы негіздері», «Механика», «Теориялы жне олданбалы механика», «олданбалы механика», «Инженерлік механика» пндерін оитын студенттер де олдана алады.
Лабораториялы жмыс
Болат лгіні зілуге сынау жне созылу диаграммасын жазу
Жмысты масаты. Материалды механикалы сипаттамаларын (пропорциональды; аышты жне беріктік шектерін); салыстырмалы алды созылуын; алды жіішкеруін жне осы сипаттамалар арылы болатты маркасын анытау.
Негізгі тсініктер. Материалды созылуын байау жне оны пластикалы, беріктік сипаттамаларын анытау - бл негізгі жне кп тараан сынауларды бір трі. Сынау нтижесінде алынатын механикалы сипаттамалар материалды жмыс кезінде сырты кш серіне арсыласу абілетін жне деформациялану немесе ирау ерекшеліктерін крсетеді.
Сынама лгілерді формалары мен лшемдері, оларды сынау шарттары мемлекеттік стандартта арастырылып бекітілген.
Тменгі суретте созу деформациясына сынауа арналан цилиндр формалы жне клдене имасы тік тртбрышты лгілер крсетілген (1-сурет). Стандарт бойынша цилиндр формалы лгілерді есептеу зындыы (1, а – сурет):
- зын лгі шін 
= 
d0;
- ыса лгі шін = 5 d0.
мндаы: d0 – цилиндр лгіні бастапы диаметрі.
Клдене имасы тік тртбрышты лгіні есептеу зындыы (1, б – сурет):
- зын лгі шін =11,3 
;
- ыса лгі шін = 5,65 (1, б – сурет).
мндаы: 
- бастапы клдене има ауданы.
Жмысшы зындыы ( 
):
- цилиндр формалы лгі шін = + 0,5d0 немесе = + 2d0;
- тік тртбрышты лгі шін = + 1,5 немесе = + 0,25 .
лгі арнайы УММ – 10 згіш сынау машинасында сыналады (2 - сурет). Бл машина деформация мен кшті арасындаы туелділік 
– лгіні созылу диаграммасын жазып алатын прибормен амтамасыз етілген (3 - сурет). Созылу диаграммасыны абсцисса сінде лгіні деформациясы – абсолюттік бойлы деформация 
, ал ордината сінде деформацияны тудырушы кш Р рнектелген [1, 2, 9].
Диаграмманы ОА аралыыны жоары А нктесіне сйкес келетін кернеу, материалды пропорционалды шегі деп аталып, келесі формуламен аныталады:
= 
. (1)
Бл аралыта деформация мен кш зара тура пропорционал, яни Гук заына баынышты.
1 сурет. Созылу деформациясына сынауа арналан лгілер:
а) имасы дгелек пішінді;
б) имасы тік тртбрышты пішінді.
2 сурет. УММ-10 сынау машинасыны схемасы.
алды немесе пластикалы деформация тудырмайтын кернеуді е лкен шамасы (В нктесіне сйкес) серпімділік шегі деп аталып, келесі формуламен аныталады:
= 
. (2)
Диаграмманы АВ аралыында материал серпімді деформациялананымен, кш пен деформацияны арасындаы тура пропорционалды туелділік саталмайды. В нктесіне сйкес алды деформациясы 001....0,005% те. Кш сері В нктесіне дейін жойылса, серпімді деформация да жойылып, дене бастапы алпына айта келеді.
Материалда алды деформациясын тудыратын кернеуді е аз шамасы аышты шегі деп аталып, келесі формуламен аныталады:
= 
. (3)
3 сурет. Созылу диаграммасы.
Кернеу аышты шегі деп аталатын мніне жеткеннен со, кернеу спесе де деформация суін тотатпайды, диаграммада абсцисса сіне параллель аралы пайда болады. Бл былыс материалды аыштыы.
Диаграмманы абсцисса сіне параллель аралы, аышты аймаша деп аталады. Бл аймашада оны температурасы сіп, жылтыратып делген болат лгіні беті кгірттеніп, лгіні тегіс бетінде біралыпты таралан, бойлы сіне 450 брыш жасай тетін, сызышалар пайда болады (4 – сурет). Бл сызытарды алашы болып орысты ататы металлургі Д.К.Чернов байаан (1839-1921). Сондытан айтылан сызытар Чернов сызытары деген ата ие болан [2].
Металлографикасыны зерттеулеріні негізінде аышты болат кристалдарыны ыысуымен тсіндіріледі, ал Чернов сызытары осыны салдарынан пайда болады.
Созу диаграммасындаы аышты аралы СF тек пластикалы материалдара тн.
Материал біршама пластикалы деформациялананнан кейін, айтадан сырты кш серіне арсыласу абілетіне ие болып, беріктенеді (Д аралыы).
Диаграмманы е жоары нктесіне сйкес келетін кернеу беріктік шегі немесе уаытша арсыласу шегі деп аталып, келесі формуламен аныталады:
= 
. (4)
Кернеу шамасы беріктік шегіне жеткенше лгі не бойына біралыпты созылып, ал жеткеннен кейін оны бойында жергілікті деформацияны серінен ылта мойын пайда болады – жіішкереді (5-сурет). ылта мойын пайда болан аралыта (ДЕ аралыы), клдене има ауданыны кішірею жылдамдыы сер етуші сырты кшті шамасыны тмендеу жылдамдыынан лдеайда кп, содытан кернеу сіп, лгі зілуге таайды.
зілу мезетіне сйкес келетін кернеу шамасы ирау шегі деп аталып, келесі формуламен аныталады:
= 
. (5)
мндаы: А1 – клдене има ауданыны зілу мезетіне сйкес келетін мні.
арастырылан диаграммада Рп.ш, Рс.ш, Ра.ш, Рб.ш, Р.ш лгіні пропорциональды, серпімділік, аышты, беріктік жне ирау шектеріне сйкес келетін кштерді мндері.
Енді, сер етуші сырты кшті суін диаграмманы М нктесіне жеткен со тотатып, нлге дейін азайтайы. Азаю кезіндегі кш пен деформацияны арасындаы туелділік диаграмманы ОА пропорциональды аралыына параллель МК тзу сызыымен кескінделген. Диаграмманы М нктесіне сйкес келетін, лгіні толы абсолюттік созылу деформациясы серпімді созылу мен алды созылу деформацияларыны осындысына те.
= c+ . (6)
4 сурет. Чернов сызытары. 5 сурет. лгіні бойындаы ылта
мойынны пайда болуы.
Сырты кш толы жойыланда деформацияны серпімді блігі жойылып, лгіде тек алды деформация алады. Осы лгіге аз уаыт ішінде айтадан сырты кш сер етсе, кш пен деформацияны арасындаы туелділік К нктесінен М нктесіне дейін пропорцональды трде згеріп, ал одан кейін созу диаграммасыны МДЕ исы сызыыны згеру задылыына сйкес келеді.
Сонымен, айтадан деформацияланан лгіні пропорцональды шегі М нктесіне дейін сіп, беріктік асиеті артады, ал пластикалы асиеті кемиді. Бл былыс “Материалдар кедергісі” ылымында шыныудеп аталады. Мысалы, электр желісіндегі сымдарды салбырауын болдырмас шін, уелі оны тартып шынытырады. Шыныу ажетсіз жадайда (себебі, материалды мортты асиеті жоарылайды) материалды ыздырып оны тмендетеді.
лгіні созып згеннен со, материалды пластикалы асиеті, лгіні алды салыстырмалы созылуы жне ылта мойынны алды салыстырмалы жіішкеруі арылы сипатталады. Бл шамалар нерлым кп болса, материалды пластикалы асиеті жоары.
Салыстырмалы алды созылу
= 
, (7)
мндаы: 
– лгіні сынауа дейінгі жне сынаудан кейінгі зындытары.
ирау мезетінде салыстырмалы алды созылу шамасы 8-28 %-тен кем емес аз кміртекті болаттар, мыс, алюминий сияты металдар, оларды ерітпе трлері пластикалы материалдар деп ажыратылды.
Салыстырмалы алды жіішкеру
= 
. (8)
Салыстырмалы алды жіішкеруі жоары кміртекті морт болат шін те аз шамада болады, тменгі кміртекті болат шін 50-60% аралыында болады.
Жмысты жасау реті
1. Жмысты жасауды алдында лгіні жмыс блігі бетіні сапасы тексеріліп, оны диаметрі (d0) 0,1 мм длдікпен аныталады. лгіні есептеу зындыы = 100 мм немесе = 10 d0 те деп алынып, тескішті кмегімен жмысшы блікте 2 нкте арылы белгіленеді.
2. Дайындалан лгі, зуге арналан УММ-10 машинасында орнатылып, зілуге сыналады.
3. Миллиметрлік ааз зі жазатын барабана, ал жазыш карандаш кронштейнге бекітіледі.
4. лгі зілгеннен кейін машина тез тотатылып, лгіні блшектері ысыштан босатылады.