II. Выполнение эксперимента и обработка результатов испытаний

Измерить ширину и толщину образца, подсчитать площадь поперечного сечения.

Ознакомиться со схемой разрывной машины, разобраться в принципе ее работы. (Приложение 1).

Разобраться со схемой рычажного тензометра и ознакомиться с реальным прибором (узнать, как он крепится на деталь, как производится отсчет и т.п.). (Приложение 2).

Ознакомиться с таблицей результатов опытов.

Выяснить порядок нагружения образца и порядок записей отсчетов показаний тензометра.

Укрепить два тензометра на образце вдоль оси образца, установить образец в захваты разрывной машины, произвести ступенчатое нагружение.

По результатам опытов построить график и вычислить значенияи.

В отчете необходимо представить:

1. эскиз образца и все необходимые размеры;

2. заполненную таблицу;

3. построенный график зависимости ;

4. вычисление модуля и коэффициента;

5. построенную диаграмму напряжений ;

6. дать оценку точности найденного значения ;

7. краткие выводы о полученных результатах.

III. Вопросы для подготовки к защите работы:

1. Что такое сопромат?

2. Что такое прочность?

3. Что такое упругость?

4. Что такое пластичность?

5. Что такое деформация?

6. Какие задачи решает сопротивление материалов?

7. Какие внутренние силовые факторы могут возникать в поперечном сечении бруса и как определить их величины?

8. Назвать основные виды деформации.

9. Понятие абсолютного и относительного удлинения при растяжении (сжатии). Как определить их опытным путем?

10. Что такое напряжение?

11. Зачем вводится понятие «допускаемое напряжение», от чего зависит его величина?

12. Связь каких величин устанавливает закон Гука?

13. Каков физический смысл модуля Е?

14. Какова размерность модуля упругости первого рода и коэффициента Пуассона.

Лабораторная работа №2

Тема: Изучение диаграммы растяжения. Определение механических характеристик малоуглеродистой стали.

Цель работы:

1. Получить диаграмму растяжения.

2. Определить характеристики прочности материала.

3. Определить характеристики пластичности материала.

Необходимое оборудование и приборы

1. Разрывная машина с силоизмерительным устройством Р-10.

2. Штангенциркуль.

3. Образцы (сталь).

I. Теоретические основы работы

Диаграммой растяжения называется график, показывающий функциональную зависимость между нагрузкой и деформацией при статическом растяжении образца до его разрыва.

Примерный вид диаграммы растяжения для малоуглеродистой стали показан на рис.1.

Рисунок 1 – Диаграмма растяжения

Диаграмма растяжения вычерчивается автоматически на разрывной машине специальным приспособлением. В нашей лаборатории для этой цели используется разрывная машина Р-10. Для получения диаграммы необходимо иметь стальной образец цилиндрической формы с утолщениями на концах для закрепления его в захватах машины (рис.2).

Рисунок 2 – Эскиз образца

Образец устанавливается в захваты разрывной машины, в барабан заправляется бумага, писчик подводится к бумаге и машина запускается в ход. Диаграмма вычерчивается на бумаге в координатах «усилие – удлинение».

В начале испытания писчик вычерчивает криволинейный участок (он показан пунктиром) соответствующий устранению зазоров в машине и обжатию головок образца.

За криволинейным участком наблюдается быстрый рост нагрузки, на диаграмме появляется участок в виде наклонной прямой, что свидетельствует о пропорциональности между нагрузкой и деформацией (участок ОА).

Дальше на участке диаграммы от точки В до точки С наблюдается рост деформации при постоянной нагрузке. Эта способность материала деформироваться без повышения нагрузки называется текучестью. Участок ВС называется площадкой текучести.

После площадки текучести деформация образца сопровождается возрастанием нагрузки до максимального значения (на диаграмме точка D). До этой точки деформация образца происходит равномерно на всей длине рабочего участка.

После достижения максимальной нагрузки деформация начинает сосредотачиваться на одном небольшом участке (в «слабом» месте). В этом месте происходит резкое уменьшение площади поперечного сечения, появляется, так называемая, шейка. Уменьшение площади поперечного сечения образца сопровождается падением усилия, необходимого для окончательного его разрыва, что хорошо видно на диаграмме (участок DE). Разрушению образца на диаграмме соответствует точка Е.