Порядок виконання роботи

1. Підбирають зразки для досліджень (по 3 – 4 зразки на кожний вид випробування), слідкуючи за тим, щоб вони не мали тріщин, каверн чи інших дефектів. У зразків, які готують для визначення s_ст особливо ретельно контролюють паралельність торців циліндра і перпендикулярність їх до поздовжньої осі, бо від цього залежить точність експериментів.

2. Вимірюють розміри зразків і результати заносять до журналу.

3. Зразки встановлюють в пресі за схемами навантаження, як показано на рис. 2.1,а , рис.2.1,б, рис. 2.2, рис. 2.3, і руйнують їх. В момент руйнування фіксують покази манометра, заносячи їх значення до журналу.

4. За формулою (2.8), розраховують величину руйнуючого навантаження і визначають значення s_ст , s_р , _зс , s_зг .

5. Отримані результати заносять у таблицю 2.1.

Таблиця 2.1 – Результати визначення межі міцності при простих видах навантажень

Вид навантаження	№ досліду	Розміри зразка				Тиск на манометрі	Руйнівне навантаження	Площа руйнування	Напруження
		d, м	L, м	b, м	h, м	p, Па	P, Н	F, м2	s , Па

Виконуючи лабораторну роботу потрібно виконувати такі правила техніки безпеки:

1. Починати стискування преса дозволяється тільки при повній впевненості, що люди знаходяться на безпечній відстані від преса .

2. Під час навантаження зразка забороняється притримувати його руками, а також наближати обличчя до преса на відстань меншу за 0,7м.

Контрольні запитання

1. Що буде при визначенні міцності на стиск, якщо торці зразка непаралельні?

2. Якщо один із торців буде мати випуклу форму, то як це вплине на результати визначення міцності на стиск?

3. Як визначати міцність на розтяг, маючи зразок кубічної форми?

4. Чи можна визначити методом розколювання міцність на розтяг, маючи зразок у вигляді тонкої пластини?

5. У чому переваги і недоліки бразильського методу визначення міцності на розтяг?

6. Як зміняться результати визначення міцності на розтяг, якщо створювати навантаження через клини, розташовані на одній осі?

7. Як в цій роботі визначається величина руйнівного навантаження?

8. Чому для гірських порід характерна нерівність s_ст > _зс >s_зг >s_р ?

9. Як визначити s_зг , використовуючи гідравлічний прес?

10. Визначте поправочний коефіцієнт для визначення s_зг на приладі МИИ-100 для зразка призматичної форми з такими геометричними розмірами bxhxL=2x2x6см.

Література: [ 4 ], с.72, 80, 86.

Лабораторна робота № 3 втискування клина в метал і гірську породу

Мета роботи. Вивчення характеру деформування твердих тіл при втискуванні в них загостреного індентора.

П

а) б)

Рисунок 3.1 – Залежність глибини занурення h від навантаження Р при втискуванні конічного індентора

ри втискуванні конуса з кутом при вершині 60 в метали (пластичні тіла) безпосередній контакт між конусом і металом зберігається по всій глибині при будь-якому навантаженні, оскільки в цьому випадку немає крихкого руйнування, а утворення лунки відбувається за рахунок пластичного витіснення металу (рис.3.1 а).

При втискуванні конуса в гірські породи спочатку також відбувається пластичне деформування (рис. 3.2, а). Цьому відповідає початкова ділянка на графіку (рис. 3.1, б), на якій глибина втискування пропорційна навантаженню до значення h₀ (початкова ділянка на графіку). При подальшому збільшенні навантаження глибина втискування зростає різко, скачками за рахунок крихкого руйнування під конусом (рис. 3.2 б); занурення конуса відбувається при навантаженні, не дуже більшому від Р₀.

При подальшому втискуванні за рахунок пружної та пластичної деформацій глибина занурення зростає дуже повільно, а потім наступає другий скачок руйнування і т.д. Порода під конічним наконечником сколюється під кутом, більшим за 120^о. Цей кут називають природним кутом сколювання.

Т

а) б)

Рисунок 3.2 – Характер руйнування гірської

породи при втискуванні конічного індентора

аким чином, процес руйнування гірських порід при втискуванні загострених відбувається скачками, причому кожен наступний скачок при занурюванні більший за попередній. Це пояснюється тим, що із збільшенням глибини втискування площа контактної поверхні також зростає.

Вимірювати опір втискуванню можна лише в межах початкової ділянки до h₀. Опір втискуванню р_вт визначають як відношення навантаження Р до площі поверхні відбитку F

. (3.1)

При значеннях, більших за h₀, визначити величину опору не можна, бо невідома площа істинного контакту між конусом і породою (контактування відбувається не по всій глибині втискування – рис. 3.2. б). Наявність початкового пластичного деформування гірських порід при втискуванні клину, дає змогу при малих навантаженнях отримувати чіткі малі відбитки і вимірювати їх площу, що і використовується при визначенні мікротвердості.

У цій роботі треба визначити характер деформування металу і гірської породи при втискуванні конуса з кутом при вершині 60

Лабораторна робота виконується на гідравлічному пресі з індикатором деформації (рис.3.3).

1 – корпус; 2 – плунжер преса; 3 – столик плунжера; 4, 12 – крани; 5 – манометр; 6 – вісь; 7 – ручка; 8 – плунжер насоса; 9 – малий циліндр; 10 – всмоктувальний клапан; 11 – бачок для масла; 13 – великий циліндр; 14 – зразок; 15 – конус; 16 – упор; 17 – індикатор деформації

Рисунок 3.3 – Схема гідравлічного преса з індикатором деформації