Лабораторная работа № 5

ИСПЫТАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ НА СРЕЗ

Цель работы: ознакомиться с методами испытания на срез и определить предел прочности материала на срез.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Между пределом прочности материала на срез _{пр ср} и пределом прочности на растяжение _{пр р} существует довольно устойчивое соотношение, например для сталей

_{пр ср}=(0,6…0,8) σ_пр

На практике часто встречаются детали, работающие на срез: болты, шпонки заклепки, штифты и др. Обычно они работают как двухсрезные, поэтому испытание на срез производится помощи приспо­собления, осуществляющего двойной срез образца.

Оборудование и образцы

Приспособление для испытания стали на срез СМ1В (Рис.4) состоит из вилки и пластины.

При проведении испытания стали на срез, приспособление устанавливается в захватах разрывной малины, затем в отверстие вкладывается испытываемый образец.

В качестве образца применяется стальной стержень диаметром 6 мм длиной 45 мм.

Испытание проводится на машине УММ-5.

Рис. 4. Приспособление для испытания стали на срез СМ1В.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

1. Ознакомиться с устройством малины и приспособлением для среза.

2. Измерить диаметр образца и длину, сделать эскиз).

3. Образец вставить в отверстие приспособления для среза и установить приспособление в захваты испытательной машины.

4. Включить электродвигатель и по шкале силоизмерительного устройства наблюдать за возрастанием нагрузки.

5. Отметить наибольшую нагрузку, при которой произошло разрушение образца.

6. Вычислить предел прочности на срезе:

где - разрушающая нагрузка;

- площадь поперечного сечения образца до испытания.

7. Внимательно осмотреть части образца после разрушения. На частях образца должны быть заметны следы смятия и незначительного изгиба.

8. Полученный предел прочности при срезе _{пр ср} сравнить с пределом прочности ври растяжении _пр.р, полученным при проведении лабораторной работы №1 "Испытание на разрыв стального образца", т.е. найти отношение

СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет о проделанной работе должен содержать:

1) эскиз образца до испытаний;

2) схему приспособления для испытания;

3) схему приложения сил при испытании;

4) эскиз образца посла испытания;

5) результаты испытания в вида таблицы.

Материал	Площадь среза	Перерезающая нагрузка Р, кг	Предел прочности при срезе пр ср, кг/см2

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какую характеристику материала определяют при испытании на срез?

2. Какие деформации сопровождают разрушение образца при испытание на срез?

3. Почему, используя приспособление СМ1В, при вычислении пре­дела прочности на срез разрушающую нагрузку делят на удвоенную площадь поперечного сечения?

4. Указать приближенное соотношение между пределом прочности при растяжении и пределом прочности при срезе для сталей.

Лабораторная работа № 6

ИЗУЧЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРУЖИНЫ

ПРИ СЖАТИИ

Цель работы: Определить опытным путем характеристику пружины, т. е. зависимость между деформацией и нагрузкой. Сопоставить полученные значения деформации пружины полученные расчётом и путём испытания.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Деформация винтовой пружины под воздействием осевой нагрузки может быть вычислена по формуле:

(1)

где

Р - осевая нагрузка;

D - средний диаметр витков пружины;

n - число рабочих витков пружины;

G - модуль сдвига для стали;

d - диаметр проволоки пружины.

Данная формула не учитывает ряда второстепенных факторов: влияние поперечной силы, кривизну проволоки, угол подъема витков и другое.

Чтобы проверить пригодность формулы (1) для практического использования, нужно измерить осадку пружины опытным путем и полученные данные сравнить с расчетными.

Оборудование и образцы

Испытание пружины производится на машине МИП - 100 - 2 (Рис. 5), предназначенной для статических испытаний винтовых пружин на растяжение и сжатие, плоских пружин на изгиб, а также для разбраковки указанных пружин в производственных условиях. Машина имеет два основных механизма - механизм деформирования и механизм силоизмерения.

Рис. Машина для испытания цилиндрических пружин МИП - 100 -2

1- динамометр; 2 – площадка для установки пружины.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Измерить диаметр проволоки и наружный диаметр витков и вычислить средний диаметр пружины. Подсчитать число рабочих витков пружины. Витки, которые плотно прилегают к опорным поверхностям, исключаются. Нужно иметь в виду, что рабочее число витков может быть и не целым.

Вычислить деформацию пружины при нескольких значениях нагрузки и по полученным значениям построить теоретическую характеристику пружины.

Пружину установить на испытательную машину. Произвести нагружение и определить деформацию при тех же нагрузках, при которых расcчитывалась осадка пружины по формуле (1). По полученным значениям построить опытную характеристику пружины. Полученные опытная и теоретическая характеристики могут выражаться линиями, отличными от прямых ввиду различных неточностей. Опытный и теоретический графики нужно построить совмещенными.

После этого определить жесткость пружины опытную и теоретическую.

Жесткость пружины - это нагрузка, которая необходима, чтобы сдеформировать ее на единицу длинны, равномерность жесткости: н/м. Жесткость определяется делением максимальной нагрузки (из) графика на максимальную осадку (из графика).

;

Полученные значения жесткости необходимо сравнить и определить процент расхождения.

СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет о проделанной работе должен содержать:

1. Эскиз пружины с указанием размеров, необходимых для вычисления ее осадки;

2. Эскиз машины для проведения испытаний;

3. Вычисление осадки пружины теоретическим путем;

4. Данные о измерении осадки пружины в зависимости от нагрузки;

5. Характеристику пружины, полученную опытным путем и теоретическим путем и определение жесткости;

6. Сравнение жесткости, полученной теоретическим и опытным путем.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. По какой формуле определяют осадку цилиндрической винтовой пружины?

2. Как измениться осадка пружины, если диаметр проволоки уменьшить в три раза?

3. Как измениться осадка пружины, если увеличить диаметр ее в два раза?

4. Какие факторы не учитываются для подсчета величины осадки пружины?

5. Какая зависимость существует между основной нагрузкой и перемещением точки приложения силы по направлению оси пружины?

6. Устройство испытательной машины МИП - 100 - 2.

7. Как строят характеристику пружины?

ТАБЛИЦА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ ПРУЖИНЫ

Размеры пружины			Результаты опыта			Результаты расчета	Погрешность
Диаметр проволоки d, мм	Средний диаметр витков D, мм	Число рабочих витков n	Начальная нагрузка Р0	Приращение нагрузки P	Приращение осадки 	