•Модуль сдвига — отношение касательного напряжения к упругой угловой деформации в точке.
•Предел пропорциональности при кручении — касательное напряжение в периферийных точках поперечного сечения образца, вычисленное по формуле для упругого кручения, при котором отклонение от линейной зависимости между нагрузкой и углом закручивания достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной к кривой деформации и осью нагрузок, увеличивается на 50% своего значения на линейном участке.
•3. Предел текучести при кручении — касательное напряжение, вычисленное по формуле для упругого кручения, при котором образец получает остаточный сдвиг, равный 0.3%.
•Предел прочности при кручении — касательное напряжение, равное отношению наибольшего момента при кручении, предшествующего разрушению, к полярному моменту сопротивления сечения образца для испытания.
•Истинный предел прочности при кручении - наибольшее истинное касательное напряжение при разрушении образца, вычисленное с учетом перераспределения напряжений при пластической деформации.
•Максимальный остаточный сдвиг при кручении — максимальная угловая деформация, в точке на поверхности образца для испытаний в момент разрушения
9
|
P |
|
P |
P |
P/2 |
P/2 |
P |
|
P |
|
а |
|
|
б |
Рис. 4.2.Схемы испытания образцов из малопластичных и хрупких материалов а – трехточечный изгиб, б – четырехточечный изгиб
Определяют предел прочности при изгибе. Образцы из малопластичных и хрупких материалов испытывают на трехили четырехточечный изгиб
сосредоточенными силами (рис 4.2). Это связано с тем, что в условиях растяжения образцов из хрупких материалов возникают трудноустранимые погрешности эксперимента из-за большой чувствительности
результатов испытаний к перекосу образца.
10
•Растяжение кольцевых образцов
(рис. 4.3).
Недостатком является наличие в образце кроме растяжения также изгиба, на который сильно реагируют малопластичные металлы. Определяют предел прочности.
Р
Р
Рис. 4.3.. Схема испытания кольцевого образца на растяжение
11
Р
2r0
h
2a |
2b |
Рис.4.4. Схема испытания на изгиб дисков, опертых по контуру
Изгиб дисков, опертых по контуру (рис. 4.4). Этот вид испытания создает двухосное напряженное состояние. Условный предел прочности при изгибе:
12
Испытания микрообразцов для выявления неоднородности и анизотропности материала в пределах изделия, изучения структур, возникающих лишь в тонких изделиях, изучения свойств материала изделия при минимальной затрате материала с целью сохранения изделия, изучения масштабного фактора при уменьшении размеров образца.
Испытание образцов с надрезами для выявления чувствительности к концентрации напряжений в изделиях.
13
•В изделиях могут быть всевозможные выточки, канавки, отверстия, нарезки, необходимые для конструктивных и эксплуатационных целей. Они ослабляют сечение изделия. Чувствительность материалов к ним различна. Поэтому проводят испытания гладких образцов и образцов с надрезом. Определяют значения механических характеристик материала при наличии надреза в образце. Надрез снижает пластичность и вязкость материала и мало влияет на прочность. Испытания производят при различных видах деформации образца (растяжение, сжатие, кручение, изгиб), различных геометрических параметрах надрезов, различных абсолютных размерах образцов, поскольку эти факторы оказывают существенное влияние на чувствительность к надрезу. В надрезанных образцах в силу концентрации
напряжений пластические деформации локализуются в области надреза, и разрушение оказывается
пластичным.
14
Длительные испытания при статических нагрузках при высоких температурах
• |
Материалы в различных |
|
|
мгн. |
|
условиях испытывают |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ползучесть, состоящую в том, |
|
|
|
|
что с течением времени в |
|
|
|
|
материале без увеличения |
|
|
|
|
напряжений (нагрузки) и без |
|
|
|
|
изменения температуры |
|
О |
|
|
происходит рост пластических |
|
|
|
|
деформаций. Из диаграммы |
|
|
|
|
следует, что мгновенная |
|
|
|
|
деформация мгн происходит в |
|
|
|
|
короткий промежуток времени, в |
t |
ползуч. |
|
|
течение которого |
|||
|
|
|
|
|
|
прикладывалась нагрузка. |
Рис. 4.5. Кривая ползучести ме- |
||
|
Далее без увеличения нагрузки |
|||
|
|
талла в системе осей t |
||
|
происходит рост деформаций. |
|
||
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
Предел ползучести – это напряжение, при котором через определенный промежуток времени (обычно 100 или 1000 ч ) деформация ползучести при постоянной температуре получит заранее заданную величину, например: 1 % за 100
000 часов, при 500 °С. : 0,2/100, 0,2/500, 1/100000
Предел длительной прочности –
называется напряжение, подсчитанное по первоначальной площади сечения образца, при котором происходит разрушение образца при данной температуре через заранее заданный промежуток времени. Обозначается
предел длительной прочности через σ100.
16
релаксацией напряжений называется явление снижения напряжений при постоянстве величины деформации и постоянстве температуры ГОСТ 3248-81, ГОСТ 26007-63, ГОСТ 19145-81
O
t |
|
Рис. 4.6. Кривая релаксации в системе осей t
, θ = const
( )
O
t
Рис. 4.7. Проекция кривой релаксации на плоскость t. (
– предел, к которому стремитс напряжение с ростом t
17
Испытания при ударных нагрузках
•Изделия из металлов в конструкциях технических систем, а также изделия, имплантированные в организм, работают в условиях ударных нагрузок. Поведение материала при ударной нагрузке существенно отличается от поведения в условиях статического приложения сил. Определяя сопротивление материала ударному воздействию и склонность его к хрупкому разрушению, производят испытания на ударную вязкость. Используют маятниковый копер (рис. 4.8).
18