Протокол испытаний

Размеры образца до испытания			Нагрузка, соответствующая пределу пропорциональности, Fпц, Н	Предел пропорцинальности пц, МПа	Нагрузка, соответствующая физическому пределу текучести FT, Н	Физический предел теку-чести Т, МПа	Марка стали
диаметр d0, мм	высота h0, мм	площадь поперечного сечения A0, мм²

Если на диаграмме сжатия отсутствует площадка текучести и, следовательно, определить предел текучести σ_T не представляется возможным, то определяется предел пропорциональности σ_ПЦ.

Необходимые для расчета данные определяют по диаграмме сжатия. Весь расчет производится аналогично вышеописанному, только за исходную берется не точка Т, а точка Р.

Испытание чугуна

Образцы из чугуна аналогичны образцам из стали, применяемым при испытаниях на сжатие, т.е. имеют вид цилиндра.

Опыт можно поставить на любой испытательной машине, предназначенной для статических испытаний на сжатие. Перед этим производится измерение образца с точностью до 0,1 мм, и определяется площадь поперечного сечения А₀.

Испытуемый образец помещают между опорными плитами машины, подготавливают к работе диаграммный аппарат и производят нагружение образца до момента разрушения. Разрушающая нагрузка F_разр = F_max.

При сжатии чугунного образца практически с начала нагружения и до разрушения наблюдается нелинейная зависимость между силой и деформацией. Однако в условиях небольших деформаций, при которых материал используют в различных деталях машин, диаграмма сжатия чугуна (рис. 2.4а) представляет собой линию малой кривизны. Поэтому в практических расчетах считают, что материал подчиняется закону Гука. Четко выражена только разрушающая нагрузка F_разр, которая к тому же максимальна. Отношение максимальной нагрузки F_max к первоначальной площади A₀ поперечного сечения называют пределом прочности, или временным сопротивлением чугуна при сжатии

σ_в = F_max / A_0.

Образец, укорачиваясь, принимает бочкообразную форму (рис. 2.4б.). Это свидетельствует о наличии небольших пластических деформаций.

а б

Рис.2.4. Испытание чугуна:

а – диаграмма сжатия; б – образец после испытания

Разрушение происходит по плоскостям, наклоненным к оси образца примерно на 40…50º (рис.2.4б), т.е. под действием максимальных касательных напряжений. При разрушении нагрузочная способность чугуна падает практически мгновенно, что характерно для хрупких материалов. Диаграмма сжатия чугуна обрабатывается так же, как и диаграмма сжатия стали, результаты заносятся в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Протокол испытания

Размеры образца до испытания			Максимальная нагрузка Fmax, Н	Предел прочности σв, МПа
диаметр d0, мм	высота h0, мм	Площадь поперечного сечения A0, мм²

Испытание древесины

Так как дерево является материалом анизотропным, т.е. свойства его по разным направлениям неодинаковы, испытания на сжатие производятся в двух различных направлениях (рис. 2.5): вдоль волокон (в направлении оси x) и поперек волокон (в направлении осей y или z).

Образцы для испытаний изготавливаются в форме призмы с размерами a, b, h. Наличие сучков и трещин в образцах не допускается. Прочность древесины зависит от ее влажности. Стандартная влажность используемой древесины 15%.

Испытания могут производиться на любых испытательных машинах, которые предназначены для статических испытаний на сжатие. Во время испытаний записывается диаграмма сжатия.

Сжатие вдоль волокон

Определяется площадь поперечного сечения образца A₀=bа. Испытуемый образец рекомендуется сжимать со скоростью не более 2000 Н в минуту до момента разрушения. При достижении разрушающей нагрузки F_разр=F_max происходит сдвиг – смещение слоев в плоскости, наклоненной под углом 4560º к продольной оси образца (рис. 2.6.а).

Величина разрушающей нагрузки F_max считывается со шкалы силоизмерительного прибора. Затем определяется предел прочности σ_в. Диаграмма сжатия древесины вдоль волокон внешне похожа на диаграмму сжатия чугуна (см. рис. 2.7.б). Результаты заносятся в табл. 2.3.

Между усилием F и деформацией ∆l в начале нагружения отмечается нелинейная зависимость, причем нелинейность возрастает по мере увеличения нагрузки. Обычно разрушение происходит с образованием поперечных складок и обмятием торцов.

Рис 2.7.Сжатие древесины вдоль волокон

а – диаграмма сжатия; б – образец после испытания;

Таблица 2.3