ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Методика проведения испытаний на растяжение

Цель работы: Изучить сущность характеристик механических свойств, определяемых при испытаниях на растяжение и методику проведения этого испытания.

Выполнить испытание образцов стали и определить предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение и относительное сужение металла после разрыва.

Образцы и машины для испытаний на растяжение

Испытания на одноосное растяжение - наиболее распространенный вид испытаний для оценки механических свойств металлов и сплавов - сравнительно легко подвергаются анализу, позволяют по результатам одного опыта определять сразу несколько важных механических характеристик материала, являющихся критерием его качества и необходимых для конструкторских расчетов.

Методы испытаний на растяжение стандартизированы. Имеются отдельные стандарты на испытания при комнатной температуре (ГОСТ 1497 - 84), при повышенных от 35 до 1200С (ГОСТ 9651 - 84) и пониженных от 10 до -100 С (ГОСТ 11150 - 84) температурах; на испытания на растяжение тонких листов и лент (ГОСТ 11701 - 84). В них сформулированы определения характеристик, оцениваемых при испытании, даны типовые формы и размеры образцов, основные требования к испытательному оборудованию, методика проведения испытания и подсчета результатов.

Д ля испытаний на растяжение используют образцы с рабочей частью в виде цилиндра (цилиндрические образцы) или стрежня с прямоугольным сечением (плоские образцы), форма и размеры которых стандартизированы (рис.1).

Рисунок 1 – Образцы для испытаний на растяжение:

а – цилиндрический образец;

б – прямоугольный образец

В данной работе проводятся испытания на цилиндрических образцах со следующими основными размерами (рис. 1.а):

1. рабочая длина l – часть образца между его головками и участками для захвата с постоянной площадью поперечного сечения;

2. начальный диаметр рабочей части d_о;

3. начальная расчетная длина l_о – участок рабочей длины, на котором определяется удлинение и которая зависит от начального диаметра d_о.

Образцы с l  5d_о называют короткими, а с l  10d_о длинными. При проведении данной работы используются длинные образцы с d_о  6 мм.

В производственной практике места вырезки заготовок для образцов, их количество, направление продольной оси образцов по отношению к заготовке указываются в нормативно-технической документации.

Машины для испытаний на растяжение разнообразны. Многие из них универсальны и могут использоваться при проведении других статических испытаний. Современные испытательные машины высшего класса представляют собой сложные, часто автоматизированные устройства; они все чаще оснащаются ЭВМ, при помощи которых может проводиться расчет любых характеристик свойств в процессе испытания или сразу после его завершения.

Разрывные и универсальные испытательные машины должны соответствовать требованиям ГОСТ 288840 - 90.

По принципу действия приводного устройства различают машины с механическим и гидравлическим приводом.

При выполнении лабораторной работы используется универсальная машина с гидравлическим приводом типа ЦД - 4 (рис. 2). Машина может использоваться для проведения испытаний на растяжение, сжатие, изгиб. Максимальная нагрузка - 4 тонны.

Машина состоит из испытательного устройства  и пульта управления . Испытательное устройство с пультом управления соединено при помощи трубопроводов гидравлической системы, электропроводов и устройства по передаче и измерению деформации 9.

Испытательное устройство в свою очередь состоит из основания 1, направляющих колонн 2, верхней траверсы 3 и нижней траверсы 4. Нижняя траверса перемещается механически и используется для установки образцов перед испытаниями. Верхняя траверса приводится в движение при помощи гидравлической системы и служит непосредственно для проведения испытания. Рабочий цилиндр 5 приводит в движение верхнюю трав ерсу. Образец устанавливается в зажимных устройствах 12.

Рисунок 2 – Универсальная гидравлическая машина типа ЦД - 4

В основании 8 пульта управления вмонтированы электродвигатель и насос высокого давления, обеспечивающие работу машины. Измерительная шкала 6 оснащена ведущей и ведомой стрелками; самопишущее устройство 7 позволяет фиксировать диаграмму растяжения в процессе проведения испытаний. Рукоятки переключения 10 служат для перемещения нижней траверсы. Кнопки 11 для включения насоса и приведения в движение верхней траверсы.