II. Выполнение эксперимента и обработка результатов испытаний

Перед установкой образца (рис. 2) в машину необходимо замерить его рабочую длину и диаметр с точностью до 0,1 мм. Вычислить площадь поперечного сечения и рабочий объем образца . Полученные данные занести в отчет.

После обмера образец устанавливается в машину, и проводятся испытания.

После разрыва образца машина выключается. Части разорванного образца вынимаются из захватов, и производится анализ разрушения. Затем обе части образца плотно складываются друг с другом, и производится замер конечной рабочей длины образца и диаметра шейки с точностью 0,1 мм. Результаты замеров записываются в отчет. В отчете вычерчивается эскиз места разрыва образца.

Далее следует обработка диаграммы растяжения.

Определение начала отсчета диаграммы.

Записывающее устройство разрывной машины вычерчивает диаграмму без указания вертикальной координатной оси и с наличием неиспользуемого в расчетах участка, где производится обжатие образца (показан пунктиром на рис. 1). Для получения начала координат необходимо продлить наклонный прямолинейный участок от точки А до пересечения с осью удлинений (абсцисс) и точку их пересечения О считать началом координат диаграммы растяжения (рис. 3).

Из начала координат проводится ось ординат (ось ).

Определение масштабов диаграммы.

Для определения масштаба нагрузки измеряют максимальную ординату (рис. 3), и зная максимальное значение нагрузки, полученное в ходе испытаний _, находят масштаб по формуле:

, (9)

Рисунок 3 – Обработка диаграммы растяжения

Масштаб удлинения определяется по аналогичной формуле, а именно:

, (10)

где – фактическое удлинение образца, определяемое как разность рабочих длин образца до и после его разрушения.

Отрезок берется с диаграммы. Он отсекается на оси абсцисс линией, проведенной из точки разрыва параллельно наклонной линии диаграммы (рис. 3).

Определение характеристик прочности материала.

Характеристиками прочности являются предел пропорциональности , предел текучести и предел временной прочности (временное сопротивление). Определяются они по формулам:

; ; . (11)

В этих формулах нагрузки находятся как произведение масштаба на величины соответствующих ординат, взятых с диаграмм, т.е.:

; ; _{. (12)}

Полученные значения напряжений являются условными, т.к. при их вычислении не учитывалось уменьшение площади поперечного сечения образца в процессе нагружения. Действительное напряжение, возникающее в образце в момент разрыва, определяется по формуле:

₍₁₃₎

_{где  сила при разрыве образца;}

_{ площадь поперечного сечения шейки.}

_{Сила при разрыве определяется по формуле:}

. (14)

Определение характеристик пластичности материала.

Пластичность это способность материала деформироваться без разрушения. Это свойство характеризуется следующими величинами:

относительным остаточным удлинением

; (15)

и относительным остаточным сужением

₍₁₆₎

Для определения вязкости испытываемого материала, т.е. величины удельной работы , характеризующей способность материала поглощать энергию деформации не разрушаясь, нужно определить работу, затраченную на разрыв образца и отнести ее к объему рабочей части образца

, (17)

где: _.

Величина работы, затраченная на деформацию до разрушения образца, выражается площадью диаграммы растяжения. Подсчет площади диаграммы производится приближенно, принимая эту площадь как прямоугольник с высотой и длиной и учитывая коэффициент заполнения диаграммы , т.е. работа подсчитывается по формуле:

_{. (18)}

После определения характеристик испытываемого материала по таблицам ГОСТа устанавливают марку стали, из которой изготовлен образец (см. приложение 4).