Дрогобицький державний педагогічний університет ім. Івана Франка

Кафедра машинознавства і матеріалознавства

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ

Виконав студент групи _____________

_____________________________________

прізвище та ініціали

Дрогобич, 2012

ЗМІСТ

Лабораторна робота № 1. 3

Лабораторна робота №2. 15

Лабораторна робота №3 23

Лабораторна робота №4 34

Лабораторна робота №5 38

Лабораторна робота №6 45

Лабораторна робота №7. 52

Лабораторна робота №8. 58

Лабораторна робота № 1. Дослідження сталей на розтяг

Мета роботи: експериментальне визначення залежності між зовніш­німи силами, що діють по осі зразка і його видовженням; визначення пара­метрів, що характеризують міцність і пластичність матеріалу зразка; освоєння методики випробовування на розтяг.

Обладнання, прилади та інструменти:випробувальна машина Р-5, штангенциркуль, міліметровий папір, олівець, лінійка.

1. Короткі теоретичні відомості

З різних способів механічних випробувань матеріалів найбільш поши­реним є статичне випробування на простий (одновісний) розтяг, при якому в поперечному перерізі досліджуваного зразка виникає тільки повздовжня сила, а поперечні сили і моменти відсутні. Поведінка матеріалу під дією навантаження виявляється за допомогою графіка, що називається діаграмою розтягу. На рис. 1 зображена діаграма розтягу пластичного матеріалу, що виражає залежність видовження зразка від прикладеного навантаження.

Прямолінійна ділянкаОА характеризує пряму залежність між наванта­женням і деформацією (закой Гука). Точка А відповідає границі пропорцій­ності. Границя пропорційності - найбільше напруження при якому зберігається лінійна залежність між навантаженням Р і видовженням Δl.

де — початкова площа поперечного перерізу зразка.

Криволінійна ділянка на початку діаграми утворюється в наслідок наявності зазорів в передаточних ланках машини, а також деформування нерівностей поверхонь головок зразка.

До границі пропорційності σ_пц близька за величиною границя пружності σ_пр. Границя пружності σ_пр - це напруження, перевищення якого викликає незначні залишкові деформації (порядку 0,005  0,05%).

Границя текучості σ_Т- напруження, при якому відбувається ріст залишкових деформацій без помітного збільшення навантаження:

На діаграмі горизонтальна ділянкаВС зображає площадку текучості. У деяких матеріалів (наприклад, високовуглецева сталь) діаграма розтягу не має площадки текучості.

На рис. 2 показана діаграма розтягу такої сталі. Для таких матеріалів визначають умовну границю текучості σ_0,2 (умовно, як напруження при якому, залишкова деформація (згідно Державного стандарту) складає 0,2 % від довжини зразка (0,002) від зміни довжини зразка) за формулою:

де Р_0,2 - величина навантаження, що відповідає залишковому видовженню ε_0,2 від розрахункової довжини зразка. Для визначення навантаження Р_0,2 по діаграмі на осі абсцис відкладають величину залишкового видовження (рис. 2) в масштабі видовжень, із точки С проводять пряму паралельно прямолінійній ділянці діаграми. Точка перетину її з діаграмою розтягу визначає ординату на­вантаження Р_0,2. Для дальшого розтягу зразка необхідно навантаження збільшу­вати. Таке явище називається зміцненням матеріалу .Явище підвищення границі пропорційності при попередньому навантаженні зразка вище границі текучості називається наклепом. Діаграма розтягу на наступній ділянці має вид опуклої кривої з найвищою точкою В. З моменту, коли наванта­ження досягає максимальної величини, в тій частині зразка, де більше внутріш­ніх і зовнішніх дефектів, починає утворюватися місцеве звуження - “шийка”.

Напруження, викликане найбільшим навантаженням Р_В - називається границею міцності (тимчасовим опором):

Точка К характеризує момент руйнування зразка.

Відношення навантаження Р_рв момент руйнування зразка до площі шийкиS_шв місці розриву називається дійсним опором:

По одержаних при дослідженні даних визначають механічні характерис­тики матеріалу (σ_{пц ,} σ_пр , σ_Т і σ_В), які характеризують міцність матеріалу. Крім цього визначають характеристики пластичності матеріалу, до яких відно­ситься:

• відносне залишкове видовження ,

де l_p - довжина розрахункової частини зразка після розриву;

l₀ – початкова розрахункова довжина зразка.

• відносне залишкове звуження ,

де Sp - площа поперечного перерізу зразка після руйнування.

Порівнюючи отримані результати досліджень з поданими нижче в табли­ці 1 даними можна встановити орієнтовно марку сталі досліджених зразків.