Контрольні запитання

1. Які коливання називаються власними, а які вимушеними?

2. Що називається періодом коливань ? Від чого він залежить?

3. За якою формулою розраховується осадка гвинтової пружини?

4. Для чого визначається період власних коливань пружини з вантажем?

Лабораторна робота №13 визначення ударної в’язкості

Мета роботи - визначити відносну ударну в’язкість сталі.

Обладнання: маятниковий копер МК-30А, зразок.

Загальні відомості

За умов ударного навантаження, навіть для пластичних матеріалів, зростає небезпека крихкого руйнування, збільшується небезпека концентраторів напружень у матеріалі - раковин, надрізів, тріщин.

Механічні характеристики, що отримані при статичних випробуваннях матеріалу (навантаження зростає повільно), не дозволяють оцінити його здатність протистояти ударному навантаженню.

Щоб оцінити здатність матеріалу сприймати ударні навантаження та виявити його схильність до крихкого руйнування, проводиться випробування матеріалу на ударну в’язкість. Найпоширенішими й стандартизованими випробуваннями на ударну в’язкість є ударні випробування на згинання зразків з надрізом, у результаті яких визначається в’язкість руйнування - опір поширенню тріщин.

Ескіз зразка для випробування на ударну в’язкість приведено на рис. 13.1.

Розмір H зразка може бути 6, 7, або 8 мм. Допускається використання зразків з кутовим надрізом.

Надріз робиться для створення концентрації напружень – об’ємного напруженого стану, що ускладнює розвиток пластичних деформацій, поліпшує крихке руйнування.

Відносною ударною в’язкістю називається відношення роботи, витраченої на руйнування зразка ударом, до площі поперечного перерізу зразка в місці удару:

(13.1)

Випробовуються зразки на маятникових копрах з граничною енергією 300 Н∙м. Зразок кладуть горизонтально, строго посередині прольоту між опорами. Удар наноситься з боку, протилежного до надрізу, перпендикулярно до осі зразка (рис. 13.2).

Принцип дії та короткий опис конструкції маятникового копра типу мк-30а

Конструктивна схема маятникового копра приведена на рис. 13.3. Основними частинами його є станина, молот, механізм зведення та відлікова шкала. Станина копра складається з основи 13 та двох вертикальних стояків 2. У верхню частину стояків установлена вісь маятника. Маятником є - масивний молот 10, підвішений до осі за допомогою жорсткої системи розтяжок. У вирізі молота встановлений стальний загартований ніж 11, що контактує зі зразком 12 при ударі.

На копрі передбачена підйомна рама 8, її можна встановити під різними кутами до горизонту. Ця рама встановлюється у бажане положення опусканням собачки 7 на храповику 6, що змонтовані на стояках. На вільному кінці рами 8 розміщений гачок, на якому маятник утримується у зведеному стані собачкою 9. Щоб виконати випробування, маятник зводиться на кут α і вільно коливається, руйнуючи на шляху зразок. Витративши на руйнування зразка частину запасу енергії, маятник відхиляється на кут β. На осі маятника жорстко закріплений повід 3, який, рухаючись, веде почергово праву стрілку 5, або ліву стрілку 4 і залишає їх у положенні, що фіксує кут зводу і кут злету маятника після зламу зразка.

Шкала відлікового механізму має подвійний ряд поділок, розміщених симетрично відносно нульової мітки, і градуйована в Н∙м. Таким чином, за нею можна визначити запас енергії зведеного маятника і надлишковий запас енергії після зламу зразка. Безпосереднім відніманням цих значень енергій визначається робота, що витрачена на злам зразка.

Для погашення коливань маятника після руйнування зразка, копер обладнаний гальмівним пристроєм 1, 14, 15.