Порядок проведения работы
Работа состоит из двух частей. В первой части работы изучается влияние схемы напряженного состояния на пластические свойства металла.
Образцы из серого чугуна деформируются по трем схемам:
А. Линейное растяжение.
Б. Линейное сжатие.
В. Всестороннее сжатие.
А. Для испытания на растяжение используются разрывные образцы с L : d = 10 (см. рис. 1, лаб. работа № 1). Испытание проводится на испытательной машине УИМ-50 с записью индикаторной диаграммы. За показатель пластичности принимается величина
,
(1)
где d0 , dk – начальный и конечный размеры диаметров. dk – минимальный диаметр шейки, измеряемый после разрушения образца.
Б. Линейное сжатие. При осадке цилиндрического образца при очень малом трении по торцам возникает схема линейного сжатия. Практически осуществить такую схему сложно, однако при обильной смазке торцевых поверхностей образцов с отношением h : d не менее 2 можно считать схему деформации близкой к линейному сжатию.
Испытание проводится на испытательной машине УИМ-50. Пластичность материала оцениваем величиной
,
(2)
где h0 – высота образца до осадки; hp – высота образца в момент появления первой трещины.
Для обнаружения трещины образец осаживается по ступеням с осмотром после каждой осадки.
Меры предосторожности – защитный экран. Осадка чугунных образцов без ограждений категорически запрещается!
В. Для создания схемы всестороннего сжатия при осадке чугунные образцы запрессовываются в стальную обойму (рис. 2) с D : d = 2, где D – внешний диаметр обоймы. Степень деформации определяется по формуле (2).
Рис. 2.Чугунный образец в стальной обойме
Для обнаружения признаков разрушения образцов, запрессованных в обоймы, необходимо произвести осадку нескольких образцов на разные степени деформации, а затем разрезать обоймы по образующей. По данным опытов заполняется табл. 1. Даются выводы о влиянии схемы напряженного состояния на пластичность.
Таблица 1
|
Схема напряженного состояния |
Степень деформации при разрушении |
Выводы |
|
Одноосное растяжение Одноосное сжатие Всестороннее сжатие |
|
|
Во второй части работы изучается влияние схемы напряженного состояния на сопротивление деформированию.
Образцы из алюминия или латуни подвергаются пластической деформации путем растяжения, волочения и прессования. Схемы напряженного и деформированного состояния (т.е. механические схемы деформации) перечисленных процессов приведены на рис. 3.
Рис. 3.Механические схемы при прессовании, волочении и одноосном растяжении
Волочение и прессование образца проводится на специальном приспособлении – реверсоре (рис. 4), состоящем из двух жестких рам 5, 6, на которых закреплены зажимы 4, пуансон 2 и матрица 3 с помещенным в нее образцом 1.
Рис. 4. Реверсор
Реверсор устанавливают на гидравлический пресс УИМ-50. При приложении усилия Р к верхней раме 6 вначале происходит волочение образца 1, а после выборки зазора между верхним торцом образца и пуансоном 2 начинается процесс прессования, а процесс волочения прекращается.
Изменение усилий при переходе от процесса волочения к процессу прессования отображается индикаторной диаграммой. Для оценки влияния схемы напряженного состояния на сопротивление деформированию рассчитываются удельные усилия по формуле
,
где
р
– удельное усилие деформации; Р
– усилие деформации; F
– площадь давления, для прессования
,
для волочения и растяжения
(рис. 3).
Определяется также степень деформации при прессовании и волочении (по формуле 1). Усилие деформации при растяжении для расчета удельного усилия принимается по индикаторной диаграмме для значения , равного степени деформации при прессовании и волочении. Полученные значения удельного усилия сводятся в табл. 2.
Таблица 2
|
Схема напряженного состояния |
Удельные усилия |
Выводы |
|
Разноименная схема Всестороннее сжатие Одноосное растяжение |
|
|
По данным опыта дается заключение о влиянии схем напряженного состояния на сопротивление деформированию.
В отчете должны быть представлены:
а) краткое содержание работы, эскизы образцов и приспособлений;
б) таблица и выводы о влиянии схемы напряженного состояния на пластичность материала;
в) расчетные данные по удельным усилиям прессования, волочения и растяжения;
г) выводы о влиянии схемы напряженного состояния на сопротивление деформированию.