Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Херсонська державна морська академія

ФАКУЛЬТЕТ СУДНОВОЇ ЕНЕРГЕТИКИ

Кафедра технічної механіки, інженерної та комп'ютерної графіки

Шифр №_______________

Реєстр. №______________

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

до проведення лабораторних занять

з дисципліни “Опір матеріалів”

підготовки бакалавра

галузей знань: 0701 – транспорт і транспортна інфраструктура

0507 – електротехніка та електроніка

напрями: 6.070104 – «Морський та річковий транспорт»,

6.050702 – «Електромеханіка»

професійне спрямування: «Судноводіння»,

«Експлуатація суднових енергетичних установок»

Спеціалізація: «Експлуатація електрообладнання і автоматики

суден»

курс другий,

форма навчання: денна і заочна

Херсон – 2011

Методичні рекомендації для проведення лабораторних робіт розробили у відповідності з робочою навчальною програмою к.т.н. доцент кафедри технічної механіки, інженерної і комп’ютерної графіки Молчанов А.О., ст. викл. кафедри технічної механіки, інженерної і комп’ютерної графіки Алексенко В.Л.

Методичні рекомендації розглянуто і ухвалено на засіданні кафедри технічної механіки, інженерної і комп’ютерної графіки

01.09.2011 р. протокол №1

Завідувач кафедри професор Букетов А.В.

Начальник навчально-методичного

відділу Черненко В.В.

Загальні положення

Мета лабораторних робіт:

Вивчення методики механічних випробувань матеріалів, знайомство з вимірювальними приладами, випробувальними машинами.

Методичні рекомендації призначені для курсантів під час їх підготовки до чергового заняття, самостійного опрацювання результатів дослідів та підготовки до заліку.

Перед початком виконання лабораторних робіт кожен курсант зобов'язаний ознайомитися з наявною інструкцією з техніки безпеки і розписатися в спеціальному журналі, що зберігається в лабораторії.

Лабораторні роботи виконуються в шкільному зошиті, або на листах формату А4 і підшиваються в брошюру (допускаеться збереження в папці).

Текстову частину і формули записують від руки чорнилом. Рисунки і таблиці виконуються в олівці.

Перш ніж розпочати роботу, викладач побіжним опитуванням перевіряє готовність всіх курсантів до ії виконання.

Кожен курсант повинен знати мету роботи, розмірності величин,які визначаються, приблизне значення іх (порядок) для деяких найпоширенейших матеріалів, формули, за якими ті чи інши величини визначаються аналітично, будову машини (чи установки), яка використовується в роботі, назву і принципи дії приладів.

Виконана лабораторна робота оформляється у вигляді протоколу і пред'являється викладачу для захисту.

Якщо одержані задовільні результати, зроблено ескіз зразка і побудовані графіки (коли це необхідно), викладач підписує роботу кожного курсанта.

Лабораторна робота №1 випробування сталевих зразків на розрив

Мета роботи:

Одержання характеристик міцності і пластичності сталі при розтягу.

Практичні знання та вміння, яких повинні досягти курсанти:

Вміння користуватися інструментами для вимірювання зразків, розривними машинами або пресами для іх випробування.

Знання принципіальних схем устаткування, механічніх характеристик сталі.

Короткі теоретичні відомості

Механічні характеристики матеріалу дають можливість судити про придатність його для виготовлення тих чи інших видів конструкцій.

Випробування на розтягання є найбільш розповсюдженим видом випробувань у виробничих умовах при виготовленні металевих конструкцій. Вони проводяться відповідно до ДСТ 1497-73 «Метали». На металургійних заводах від кожної партії листового чи профільного прокату виготовляються зразки, що піддаються випробуванням на розтягання. На заводах-виготовлювачах разом з основними деталями піддаються термообробці, зварюванню, отжигу й іншим технологічним операціям так названі заготівки-свідки, що потім піддаються механічним випробуванням.

Зразки для випробувань виготовляють у строгій відповідності з ДСТ. Зразки бувають плоскі і циліндричні, за довжиною «нормальні» і «короткі».

Нормальні – з розрахунковою довжиною – , (1)

де – початкова площа поперечного перерізу в робочій частині зразка.

Короткі – (2)

Відношення (1) відповідає зразку круглого перерізу, у якого розрахункова довжина , відношення (2) - . Формулами (1) і (2) можна користуватися для одержання порівняних результатів величини відносного подовження для плоских зразків прямокутного перерізу.

При виконанні лабораторної роботи випробовуються циліндричні «нормальні» зразки діаметром .

Розміри зразка показані на рисунку 1.

Рисунок 1 Поперечні розміри «нормального» циліндричного зразка

При випробуваннях на розтягання встановлюються наступні механічні характеристики:

• границя пропорційності;

• границя пружності;

• границя текучості;

• тимчасовий опір;

• відносне подовження зразка після розриву;

• відносне звуження зразка після розриву.

Дослід проводиться на універсальний розривній машині УМ-5, опис якої дивись в додатку 1.

Проведення досліду

Випробуванням піддається зразок виготовлений з конструкційної сталі.

Ескізи зразків до і після іспиту замальовуються в журналі.

Для визначення зміни відносних подовжень за довжиною зразка, по всій робочій частині зразка наносяться неглибокі риски через кожні 10мм. Це також необхідно для перерахування подовження з віднесенням місця розриву до середини зразка.

Перед початком досліду проводиться вимір зразків.

Після розриву, для визначення абсолютного подовження, обидві частини зразка прикладають одна до одної якомога щільніше і визначають довжину .

Початкова і кінцева розрахункові довжин вимірюються з точністю не нижче 0,1 мм, початкові діаметри – з точністю до 0,01 мм не менш чим у трьох місцях (у середині і по краях робочої частини зразка), діаметри після іспиту – з точністю до 0,1 мм.

По найменшому отриманому діаметру до досліду обчислюється площа поперечного перерізу зразка з округленням до 0,1 мм².

Під час досліду необхідно уважно стежити за поводженням зразка аж до руйнування і характером наростання навантаження по шкалі навантаження і діаграмі розтягання.

Діаграма розтягання зразку повинна бути зарисована в журналі.

Після проведення випробування по діаграмі розтягання визначають і заносять у журнал навантаження, що відповідають границям пропорційності ( ), текучості ( ), міцності ( ) і в момент розриву ( ).

Діаграма розтягання маловуглецевої сталі показано на рисунку 2. Там же показані характерні навантаження.

Рисунок 2 Діаграма розтягання маловуглецевої сталі.

При іспитах на розтягання зразків з конструкційних сталей на діаграмі відсутня явно виражена площадка текучості. Тоді визначають навантаження, що відповідає умовній границі текучості. Це навантаження, якому відповідає залишкове подовження, рівне 0,2% від довжини ділянки зразка, подовження якого приймається в розрахунок.

Після проведення випробувань приступають до їхньої обробки.

Ескіз зразка (зарисувати).

Дані досліду і розрахунки:

Матеріал__________________________________

Таблиця 1 Таблиця спостережень

Геометричні характеристики	Перед дослідом	Після досліду
Довжина розрахункової частини
Діаметр
Площа поперечного перерізу

Обчислюють границі пропорційності, текучості і тимчасовий опір по формулах:

;

;

де – початкова площа поперечного перерізу в мм².

Для визначення довжини розрахункової частини зразка після розриву зруйновані частини щільно складаються так, щоб осі їх утворили пряму лінію.

У випадку, якщо відстань від місця розриву до найближчої ризики, що обмежує розрахункову довжину, менше 1/3 , то кінцева довжина розрахункової частини визначається з віднесенням місця розриву до середини.

Відносне подовження зразка після розриву визначається по формулі

Відносне звуження після розриву визначається по формулі

Отримані результати округляються для напруги в межах до , понад - до ;

для відносного подовження і звуження в межах до 10 - до 0,1; – до 0,5; понад 25 - до I.