5.3. Механические методы испытаний

Рассматриваемые методы привнесены в область строительства из металловедения. Как известно, при испытаниях металла широко применя­ются так называемые "пробы на твердость". К ним относятся испытания путем вдавливания в поверхность металла стального шарика или алмаза (по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу и т.д.), измерения по упругому отскоку па­дающего шарика (испытания по Шору) и др.

Благодаря своей простоте, удобству и возможности быстрой про­верки состояния материала в целом ряде точек на поверхности конструкций эти косвенные методы нашли применение и при освидетельствовании со­оружений. Полученные при этом данные переводятся в прочностные харак­теристики исследуемого материала по эмпирическим формулам или с при­менением соответствующих графиков и таблиц.

Следует при этом иметь в виду, что само понятие "твердость" не является столь же определенным физическим критерием сопротивления материала силовым воздействиям как прочность, деформативность и т.д. В зависимости от вида испытания на твердость выявляются различные фак­торы: в методе отскока (по Шору) - способность к упругой работе при на­личии поглощения части энергии деформирования; при вдавливании шари­ка по Бринеллю - пластические свойства на уровне предела текучести; при вдавливании алмаза - сопротивление значительному деформированию (на уровне предела прочности) и т. д.

6. Оценка прочности металла

Наибольшее применение в строительной практике для оценки прочности металла имеет прибор Польди (рис.6.1.) ударного действия.

Наконечником прибора является шарик 2 диаметром 10 мм из твердой закаленной стали, дающий при ударе отпечаток одновременно на исследуемом металле 1 и на стальном эталонном бруске 3, твердость кото­рого ИВ³¹" должна быть заранее определена. Для получения отпечатков уда­ряют молотком по верхнему торцу стержня 4.

Твердость НВ исследуемого металла испытываемой конструкции определится из соотношения

НВ = ИВ

D - диаметр стального шарика 2 (рис.6.2);

d -диаметр отпечатка на поверхности исследуемого материала;

d_3m - то же, на эталонном бруске.

Рис. 6.1. Схема прибора Польди:

1. - исследуемый материал;

2. - стальной шарик;

3. - эталонный брусок;

4. - ударный стержень;

5. - обойма прибор

Рис.6.2. Отпечатки, получаемые с помощью прибора

Польди:

1- исследуемый материал;

2- стальной шарик;

3- эталонный брусок.

Нахождение НВ и определение прочности и марки металла произ­водятся с помощью соответствующих таблиц. Для термически обработан­ных легированных стзлей вводится поправочный коэффициент.

С помощью прибора Польди можно получать, однако, лишь ориен­тировочные характеристики. Но и с учетом этого применение прибора практически полезно, в особенности в следующих случаях:

для ускоренной проверки однородности материала в различных элементах освидетельствуемых конструкций;

при отбраковке (проверке марок металла) поступающих заготовок.