Определение предела пропорциональности

Предел пропорциональности рассчитывается по формуле:

, где:

W – момент сопротивления образца, равный

.

Для определения М_пц необходимо произвести геометрические построения. Определяем угол наклона диаграммы α₁ и используя соотношение tgα₂=1,5tgα₁ определяем угол α₂. Под этим углом проводим касательную к диаграмме и в точке касания определяем крутящий момент М_пц, рис.90 и вычисляем τ_пц.

Определение условного предела текучести

Для определения условного предела текучести необходимо задаться допуском на остаточную деформацию 0,3% (φ₀₃), через точку φ₀₃ проводим прямую параллельно участку пропорциональности до пересечения с диаграммой, рис.90. В этой точке определяем М₀₃ и по формуле:

рассчитаем условный предел текучести

Определение условного предела прочности

Для определения условного предела прочности необходимо по диаграмме найти величину крутящего момента, соответствующего моменту разрушения и по формуле:

,

рассчитать τ_пч.

Определение истинного предела прочности

Истинный предел прочности рассчитывается по формуле:

, где:

М_к – конечный крутящий момент

θ – удельный угол закручивания в радианах.

Для определения удельного угла закручивания необходимо полный угол закручивания разделить на рабочую длину образца:

Для определения значения необходимо перестроить диаграмму кручения в координатах М_кр=f(θ). Для этого на прямолинейном участке диаграммы кручения, предшествующем разрушению, взять минимум три точки, рис.90, определить в них величины крутящих моментов и углы закручивания. Определить удельные углы закручивания в этих точках и построить график, рис.91.

Из приведенной диаграммы найти

Подставив значения величин, входящих в уравнение, вычислить t_к.

Определение остаточного сдвига

Относительный сдвиг для высокопластичных материалов, для которых упругая деформация мала по сравнению с пластической, рассчитывается по формуле:

%, где:

φ – полный угол закручивания

d – диаметр образца

l – рабочая длина образца.

Для малопластичных материалов, у которых упругая деформация велика, необходимо из общего сдвига вычесть величину упругого сдвига, определяемого по закону Гука:

.

Рис.92. Типы образцов

Рис.93. Диаграммы сжатия: 1. для разрушающихся образцов; 2. для не разрушающихся образцов

Рис.94. Схема разрушения путем среза а) и путем отрыва б).

15. Испытание на сжатие

Испытание на сжатие характеризуется коэффициентом жесткости нагружения α=2 и используется для определения характеристик механических свойств хрупких материалов, таких как чугуны. Испытание на сжатие производится в соответствии с ГОСТ 8817 – 73. При этом используются образцы следующих типов, рис.92 (типы образцов). Испытание проводят на тех же машинах, что и при растяжении. Для устранения перекоса образца усилие сжатия передают к образцу с помощью специальных приспособлений. Например шарового вкладыша в верхнем захвате. Учитывая

то, что на торцах образцов существуют силы трения, искажающие напряженное состояние и деформацию образца, торцы образцов смазывают вазелином, солидолом и устанавливают тефлоновые или пропитанные бумажные парафином прокладки. Наряду с этим используют специальной формы образцы. Углы конусности α подбирают так, чтобы tgα был равен коэффициенту трения. Существенное влияние на характеристики свойств оказывает и отношение длины образца к диаметру. Чем оно меньше, тем сильнее контактное трение. Использование длинных образцов невозможно по причине их продольного изгиба.

В процессе испытания на сжатие записывается диаграмма сжатия в координатах Р – Δh, рис.93.

По диаграмме сжатия определяют условные пределы пропорциональности, упругости, текучести и прочности, так же как и при испытании на растяжение, а также относительное укорочение:

%

и относительное уширение:

%

Если испытание заканчивается разрушением, то по форме излома определяют тип разрушения, рис.94.