КиБМ (Степанов С.К. и Лобачева Д.А.) / ИСПЫТАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА СЖАТИЕ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ПМИГ

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Конструкционные и биоматериалы»

Тема: ИСПЫТАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА СЖАТИЕ

Студенты гр. 7501		Бучнева А. А.
		Исаков А. О.
		Кирьянова А. М.
Преподаватель		Лобачева Д. А.

Санкт-Петербург

2020

Лабораторная работа 2. ИСПЫТАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА СЖАТИЕ

Цели работы: изучение зависимостей между деформациями и напряжениями при осевом сжатии пластичных, хрупких и неоднородных материалов и определение их сопротивления сжимающим нагрузкам.

Основные положения

Упругие деформации исчезают при удалении воздействий, вызвавших их появление. Пластические, или остаточные, - не исчезают. Свойство твердого тела восстанавливать свою первоначальную форму и размеры называется упругостью, а сохранять возникшие в нем деформации - пластичностью.

Хрупким называется разрушение тела, происходящее без предварительных пластических деформаций, в противном случае оно считается вязким. Условно материалы делят на хрупкие и пластичные. Свойство твердого тела оказывать сопротивление разрушению называется прочностью, а деформированию – жесткостью.

Хрупкие и пластичные материалы неодинаково сопротивляются деформации сжатия, и причины разрушения элементов конструкций из этих материалов различны.

Испытание образцов на сжатие проводят с образцами в форме коротких цилиндров, высота которых берется в пределах от 1,5 до 3 диаметров цилиндра. Такое соотношение обусловлено необходимостью исключить потерю устойчивости образца и обеспечить в его средней части однородное напряженное состояние, какое имеет место при осевой деформации.

Обработка результатов эксперимента

1. Пластичный материал (феррит)

Рис. 1. Вид образца до испытания и после соответственно

Геометрические параметры и характерные нагрузки:

h =17 мм	d1=20,5 мм
h1=13 мм	Pт= 0,1 кН
d=18 мм	P1= 20 кН

Рис. 2. Теоретическая диаграмма сжатия образца из пластичного материала

Рис. 3. Диаграмма сжатия образца из пластичного материала, полученная на практике.

2. Неоднородный материал (древесина)

Рис. 4. Продольный и поперечный вид образцов до испытания.

Рис. 5. Продольный и поперечный вид образцов после испытания.

Геометрические параметры и характерные нагрузки:

продольный	поперечный
h = 28 мм	h = 28 мм
h1=28 мм	h1=15 мм
а = 28 мм	а = 28 мм
а1=29 мм	а1=36 мм
b=28 мм	b=28
b1=25 мм	b1=29 мм
Pmax= 42 кН	Р1= 21кН

Рис. 6. Теоретическая диаграмма сжатия образца древесины (1-вдоль,2-поперек).

Рис. 7. Диаграммы сжатия образца древесины, полученные на практике.

4. Результаты вычисления механических характеристик:

Материал образца	Предел текучести σ т	Временное сопротивление σв, Па	Напряжение в момент прекращения опыта σ k , Па	Площадь поперечного сечения Fo
феррит	7,858 МПа		60,606 МПа	254,5 мм^2
дерево вдоль	-	53,571 МПа	50,847 МПа	784 мм^2
дерево поперек	3,827 МПа		20,114 МПа	784 мм^2

σ _т=P_т/

σ_в= P_max/

σ _k= P_max/(F_ист)

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы были проведены испытания на сжатие для пластичного и неоднородного материалов. Образец из пластичного материала (феррит) после нагружения приобрел форму «бочки», а не остался цилиндром, так как расширению у основания помешала сила трения. В момент прекращения опыта наибольшую нагрузку испытывал образец пластичного материала (феррит). Можно сказать, что неоднородный материал (древесина) деформируется при сжатии образца вдоль волокон подобно хрупкому материалу, а при сжатии поперек волокон – подобно пластичному материалу.