Опыт №2. Испытание материалов на сжатие

1. Цель опыта

1. Изучение процесса деформации и разрушения при сжатии пластичных и хрупких материалов.

2. Определение зависимости между величинами укорочения образца h и сжимающего усилия Р.

3. Определение механических характеристик материалов при сжатии: предела пропорциональности (для пластичного материала), предела прочности (для хрупкого материала), и относительного укорочения образца (для хрупкого материала).

2. Эскизы образцов

а) до испытания б) после испытания

	Сталь	Чугун

3. Исходные данные для расчёта механических характеристик

Размеры образцов

Материал	Высота h, мм	Диаметр d0, мм	Площадь поперечного сечения A0, мм2
Сталь	20	15	176,6
Чугун	15	15	176,6

Результаты испытаний

Материал	Рпц, [кН]	Рт (Р0,2) [кН]	Рв (Рmax) [кН]	dт [мм]	dmax [мм]	[мм]
Сталь	117	123	170	15	17	18
Чугун	91	106	144	15	16	13

4. Расчётные формулы

.

5. Результаты расчетов

Механические характеристики материалов

Материал	пц,[МПа]	т,[МПа]	в,[МПа]	 [%]	 [рад]
Сталь	660	700	960	10	0,13
Чугун	500	600	800	13	0,06

6. Выводы: И сталь, и чугун выдерживают значительные сжимающие усилия. Чугунный образец в конечном итоге разрушается, а стальной нет.

Опыт №3. Экспериментальное изучение наклёпа материала

1. Цель опыта: изучение характера изменения механических свойств малоуглеродистой стали при повторном нагружении после пластического деформирования.

2. Размеры образца

Средний диаметр dср, мм	5
Площадь сечения A0, мм2	19,6

3. Расчётная формула: .

4. Результаты испытаний

нагружение	Параметры нагружения
	Рв, кН	Рпц, кН	Рт ( Р0,2), кН	пц, МПа	т (0,2), МПа	, %
первоначальное	­­­5,7	3,4•103	3,6	173,4	0,18	__
повторное	__	5,1•103	__	260,2	__	50,05

5. Вывод: В результате наклёпа возрастает прочность материала с некоторой потерей его пластичности.

Опыт №4 Определение модуля нормальной (продольной) упругости и коэффициента Пуассона

1. Цель опыта:определение модуля упругостии коэффициента Пуассона.

2. Схема расположения тензорезисторов на стержне

3. Исходные данные

A=60 мм² (b=30 мм, h=2 мм) –площадь поперечного сечения стержня,

ΔF=1 кН, К_g=210^-6 – цена единицы дискретности прибора.

4. Результаты измерений

   Раст. усилие F, кН	Пок. датчика силы	Показания измерителя деформации для 4 тензорезисторов
   		1		2		3		4
   		nz	Δnz	nz	Δnz	ny	Δny	ny	Δny
   0,5	50	1802	−	2116	−	1842	−	2312	−
   1,5	160	1754	48	2038	78	1872	30	2324	12
   2,5	270	1714	40	1984	54	1892	20	2336	12
   3,5	380	1672	42	1934	50	1908	16	2348	12
   4,5	490	1632	40	1890	44	1924	16	2360	12
   		49,5				16,2

5. Расчётные формулы

Определение приращений продольной и поперечной деформации соответствующие приращению силы ΔF=1 кН:

; .

Вычисление модуля нормальной упругости , МПа.

Вычисление коэффициента Пуассона .

6. Результаты расчётов

1,6•10⁵[МПа];0,32

7. Выводы:В результате опыта коэффициент Пуассона соответствует значению, а модуль Юнга получился с погрешностью в 0.3•10⁵[МПа]