Московский технологический университет

Кафедра ХиТПЭ

Лабораторная работа № 1

«Исследования влияния качества опорной поверхности на модуль сжатия резиновых образцов»

Студентка: Шульженко М.Г. ХЕБВ-01-11

Преподаватель: Юрцев Л. Н.

Москва 2016

Оглавление

1. Описание работы 3

2. Описание прибора 3

3. Образцы 3

4. Ход испытания 4

5. Журнал испытаний 4

6. Обработка результатов испытаний. 5

6.1 Геометрические размеры образцов 5

6.2 Расчет напряжения сжатия 5

6.3 Расчет модуля сжатия образцов 5

6.4 Жесткость образцов 11

7. Результаты расчетов 13

8.Вывод: 15

1. Описание работы

Жесткость резиновых изделий является важной технической характеристикой, зависящей от ряда факторов (состав и структура материала, технология изготовления конструкции, ее геометрические параметры, условия испытаний и т.д.). В работе проводится определение модуля сжатия образцов в зависимости от их коэффициента формы.

2. Описание прибора

Испытания образцов на сжатие проводят на разрывной машине (РМИ-5, РМИ-60), применяя специальные зажимы (рис. 1).

Образец устанавливается между площадками 2 и 3. Верхняя площадка 2 посредством тяг 4 соединена с нижним зажимом 5 разрывной машины, нижняя площадка 3 также с помощью тяг 6 соединена с верхним зажимом 7 разрывной машины.

Рис. 1. Зажимы к разрывной машине для испытания образцов на сжатие.

3. Образцы

Образцами для испытаний служат резиновые цилиндры с различной твердостью.

4. Ход испытания

Устанавливают на разрывную машину (РМИ-5, РМИ-60) зажимы для сжатия. Исследуемый образец устанавливается между верхней 2 и нижней 3 площадками зажимов. В зависимости от вида испытания поверхности площадок должны быть сухими, смазанными маслом или на них накладывают шкурку.

Отключают механический привод машины.

Вращая маховик ручного привода разрывной машины, отпускают верхнюю площадку 2 до исчезновения зазора между площадкой и образцом.

Замеряют штангенциркулем высоту образца без нагрузки. Вращая маховик в ручную, сжимают образец на заданную величину нагрузки, замеряя при этом штангенциркулем деформацию образца.

Примечание: деформация сжатия образца принимается в пределах 20-40%. В этих пределах выбирают три точки.

5. Журнал испытаний

1. Дата испытания 27.01.2016;

2. Температура в лаборатории ;

3. Число принятых нагрузок испытаний при определении деформации сжатия образца: 15 кг, 30 кг, 45 кг;

4. Экспериментальные замеры и результаты расчетов.

Таблица 1. Экспериментальные данные

Образец		P, кгс	, см	, см	, см	, см2
Сухой образец	Большой цилиндр	15	3,93	3,72	0,21	8,86
		30		3,62	0,31
		45		3,45	0,48
	Маленький цилиндр	15	2,31	2,02	0,29	3,14
		30		1,73	0,58
		45		1,56	0,75
Образец со шкуркой	Большой цилиндр	15	4,02	3,86	0,16	8,86
		30		3,67	0,35
		45		3,58	0,44
	Маленький цилиндр	15	2,44	2,13	0,31	3,14
		30		1,86	0,58
		45		1,16	0,78
Образец со смазкой	Большой цилиндр	15	3,93	3,78	0,15	8,86
		30		3,63	0,30
		45		3,46	0,47
	Маленький цилиндр	15	2,35	2,04	0,31	3,14
		30		1,46	0,89
		45		1,58	0,77

6. Обработка результатов испытаний.

6.1 Геометрические размеры образцов

R1 = 1.00см – радиус маленького цилиндра;

R2 = 1.68см – радиус большого цилиндра;

6.2 Расчет напряжения сжатия

где – усилие, кгс; – начальное сечение образца, см².

Для большого цилиндра

;

Для маленького цилиндра

;

Для большого цилиндра

Для маленького цилиндра

6.3 Расчет модуля сжатия образцов

где – относительная деформация сжатия; – степень сжатия.

где - деформация сжатия образца, см; – первоначальная высота образца, см.

Для Сухого образца

Для большого цилиндра

Для маленького цилиндра;

Для образца со шкуркой

Для большого цилиндра

Для маленького цилиндра;

Для образца со смазкой

Для большого цилиндра

Для маленького цилиндра;

6.4 Жесткость образцов

Для сухого образца;

Для большого цилиндра;

Для маленького цилиндра;

Для образца со шкуркой;

Для большого цилиндра;

Для маленького цилиндра;

Для образца со смазкой;

Для большого цилиндра;

Для маленького цилиндра;

7. Результаты расчетов

Таблица 2. Результаты расчетов

Рис. 2. Зависимость напряжения сжатия f от величины относительной деформации сжатия ε, для большого цилиндра.

Рис. 3. Зависимость напряжения сжатия f от величины относительной деформации сжатия ε, для маленького цилиндра.

8.Вывод:

В образцах, у которых в основания была заложена шкурка, имеют наибольший модуль сжатия, так как в процессе сжатия опорная поверхность практически не изменяется, а боковая поверхность увеличивается.

У образцов при сухом сжатии коэффициент трения ниже, чем у образцов со шкуркой и опорная поверхность увеличивается.

Самый маленький модуль сжатия наблюдается при смазывании опорных поверхностей, так как облегчается скольжение образца по плитам и увеличивается опорная поверхность.

15