III. Вопросы для подготовки к защите работы:

1. С какой целью снимается диаграмма растяжения? Указать характерные зоны на диаграмме.

2. Показать, как изменится вид диаграммы растяжения с изменением размеров испытуемых образцов.

3. Назвать характеристики прочности материала.

4. В чем сходство и различие понятий «прочность материала» и «прочность детали»?

5. Назвать упругие характеристики материала.

6. Назвать пластические характеристики материала.

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

8. С какой целью проводятся механические испытания материалов?

9. Диаграмма напряжений, как и для чего ее получают? Указать характерные точки на диаграмме напряжений.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 3

Тема: Испытание материалов на сжатие. Определение механических характеристик материалов.

Цель работы:

1. Получить диаграммы сжатия чугуна, дерева, меди.

2. Определить характеристики прочности этих материалов.

3. Определить характеристики пластичности материалов.

Необходимое оборудование и приборы:

1. Разрывная машина с силоизмерительным устройством Р-10.

2. Штангенциркуль.

3. Образцы металлов (чугун, медь, латунь).

4. Образцы из дерева.

I. Теоретические основы работы

Испытание материалов на сжатие проводится аналогично испытанию на растяжение. Так же, как и при испытании на растяжение, из испытуемого материала изготавливаются образцы, которые сжимают на испытательной машине до разрушения. При этом вычерчивается диаграмма сжатия.

Дерево, как материал анизотропный, испытывается на сжатие вдоль волокон и поперек волокон.

Образцы металлов изготавливаются в виде цилиндров, а из дерева в виде кубиков (рис. 4).

Рисунок 4 – Образцы материалов для испытаний на сжатие

Испытание производится в той же последовательности, как описано в работе №2.

Примерный вид диаграмм сжатия для различных материалов показан на рис. 5.

Рисунок 5 – Вид диаграмм сжатия для различных материалов

Анализ диаграммы сжатия меди.

Вначале на диаграмме появляется прямолинейный участок нагрузки от до, соответствующей пределу пропорциональности. После этого кривая круто поднимается вверх. Площадки текучести не наблюдается т.к. при переходе за предел пропорциональности, с быстрым ростом пластических деформаций происходит увеличение поперечного сечения образца. Увеличивающееся поперечное сечение становится способным выдерживать все большую нагрузку. Образец принимает бочкообразную форму и может быть сплющен в лепешку, не обнаруживая признаков разрушения. Величина предела прочности при сжатии пластического материала не может быть определена.

Анализ диаграммы сжатия чугуна.

Вначале диаграмма, как и для меди, почти прямолинейна, затем в момент достижения максимальной нагрузки образец внезапно разрушается, нагрузка резко падает. Трещины разрушения располагаются примерно под углом 45°, т.е. по линии действия наибольших касательных напряжений.

Анализ диаграммы сжатия дерева.

При сжатии дерева вдоль волокон сначала появляется прямолинейный участок. После достижения наибольшей нагрузки начинается разрушение образца с последующим падением нагрузки. Смещение волокон происходит примерно под углом 45° под действием наибольших касательных напряжений.

При испытании на сжатие дерева поперек волокон линия диаграммы идет вначале по наклонной прямой до нагрузки , а затем почти параллельно оси абсцисс.

При отсутствии пороков в древесине (сучки, косослой) разрушения кубика не наблюдается, он лишь слегка спрессовывается. Условно считают, что дерево теряет свою грузоподъемность, если кубики сжаты на своей первоначальной высоты.