Лабораторная работа №1 Испытание материалов на растяжение

Цель работы: построение диаграмм растяжения стальных образцов, определение основных характеристики прочности, пластичности и вязкости.

Теоретическое обоснование

Типичная диаграмма растяжения малоуглеродистой стали показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.2 – Диаграмма растяжения в системе координат σ и ε

Диаграмма растяжения условно делится на четыре зоны. Участок 0 – I называется зоной упругости. Изображается на диаграмме прямой наклонной линией, что указывает на пропорциональность между нагрузкой и деформацией в соответствии с законом Гука. Участок I – II называется зоной общей текучести, а горизонтальная часть участка – площадкой текучести. На этом этапе практически при неизменном усилии значительно развиваются пластические деформации во всем объеме материала. Участок II – III называется зоной упрочнения. Удлинение образца происходит равномерно по всей его длине, первоначальная цилиндрическая форма образца сохраняется, размеры поперечных сечений изменяются незначительно. Участок III – IV называется зоной местной текучести. При максимальном усилии в самом слабом месте возникает локальное уменьшение поперечного сечения – шейка. Сечение в середине шейки быстро уменьшается, образец разрушается.

Для того, чтобы можно было сравнивать результаты испытаний образцов различных размеров диаграмму растяжения перестраивают в системе координат и . Для этого ординаты уменьшают в А₀ раз, а абсциссы в l₀ раз, где А₀ и l₀ – площадь поперечного сечения и расчетная длина образца до нагружения.

По результатам испытаний рассчитываются числовые значения прочностных характеристик материала: 1) предел пропорциональности – наибольшее напряжение, до которого материала образца подчиняется закону Гука; 2) предел текучести – напряжение, при котором происходит полный переход материала к пластической деформации. Если зона текучести характеризуется скачкообразным изменением нагрузки, то вводится понятие верхнего и нижнего предела текучести. 3) предел прочности – отношение наибольшей нагрузки, выдерживаемой образцом, к первоначальной площади его поперечного сечения.

Мерой пластичности являются две характеристики материала: относительное остаточное удлинение при разрыве , относительное остаточное сужение при разрыве . Чем больше и , тем более пластичным считается материал.

Величина удельной работы а является важной характеристикой материала и называется также статической вязкостью. Работа, затраченная на деформацию и разрушение образца ,относится к начальному объему .

Порядок выполнения работы

Управление командами на панели инструментов

Панель инструментов		Команды
Новый эксперимент		1. Начало эксперимента
Материал образца (серый образец)		2. Выбрать материал образца: сталь «Конструкционная углеродистая качествен­ная», «Арматурная А1»
Настройки		3. Установить параметры эксперимента: – скорость деформирования, м/мин: «Арматурная А1» – 0,001.
Красный образец		4. Установить образец для испытаний
Запустить стенд		5. Включить гидронасос – выполнение эксперимента
Остановить стенд		6. Выключить гидронасос – окончание эксперимента

Таблица 1.1