|
Лаборатория Механических испытаний |
|
Прочность—залог успеха |
|
Досліди на розтяг. Дослідам підлягають циліндричні або плоскі зразки (рисунок 1). Видовження визначається по зміні розрахункової довжини l0. При розтязі зразку регіструють силу F , що розтягує, і видовження Δl, на основі яких будується діаграма розтягу в координатах сила – видовження. На випробувальних машинах такі діаграми викреслюються автоматично.
Рисунок 1 – Зразки для випробування на розтяг: a) – циліндричний зразок; б )– плоский зразок Діаграма для пластичної маловуглицевої сталі показані на рисунку 2.
Рисунок 2 – Діаграма розтягу маловуглицевої сталі На діаграмі можна виділити шість ділянок Перша ділянка (OА) – зона пружних деформацій, в якій має місце лінійна залежність між навантаженням і видовженням, тобто в межах прямої ОА справедливий закон Гука. Друга ділянка (АВ) – зона пружних деформацій, в якій залежність між навантаженням і видовженням нелінійна. До точки В деформації залишаються пружними, тобто при знятті навантаження деталь відновляє свої розміри і форму. Третя ділянка (BC) – ділянка, на якій з’являються пластичні деформації зразка. Цей процес називається текучістю матеріалу. На цій ділянці має місце нелінійна залежність між навантаженням і видовженням зразка. Четверта ділянка (CD) – горизонтальна ділянка, на якій деформації зростають без збільшення навантаження. Ця ділянка називається площадкою текучості. П'ята ділянка (DK) – зона зміцнення. Якщо зразок навантажити силою, що відповідає, наприклад, точці L діаграми, а потім зняти навантаження, то процес розвантаження відображується прямоюLL΄, параллельною ОА. Зразок при цьому буде мати залишкову деформацію Δl′ост. При повторному навантаженні процес буде проходити по прямій L΄L. При цьому участок, в границях якого справедливий закон Гука, збільшиться (L΄L >ОА). Пружна деформація при цьому складе Δ l.у . Явище зміцнення матеріалу в результаті витяжки матеріалу за границю текучості, називається наклепом. Шоста ділянка (КR) – місцева текучость. Деформація зразка на цій ділянці характеризується появою шийки і видовженням зразку за рахунок його потоншення (рисунок 3). В точці R відбувається руйнування зразку.
Рисунок 3 – Місцева деформація зразка Залишкове видовження зразка після розриву – Δl0 , пружна деформація – Δlу ( див. рисунок 2). Для виключення залежності діаграми розтягу від розмірів зразка її перебудовують в координатах “напруження – відносна деформація” по формулам:
Така діаграма називається діаграмою напружень (рисунок 4). Рисунок 4 – Діаграма напружень маловуглицевої сталі при розтягу Вона має наступні характерні точки: σпц - границя пропорційності (найбільше напруження до якого виконується закон Гука); σу – границя пружності (найбільше напруження при якому залишкова деформація не виявляється); σт – границя текучості (напруження при якому відбувається деформація без збільшення навантаження); σв – границя міцності або тимчасовий опір ( напруження, що відповідає Fmax, що передує руйнуванню зразка). При дослідах на розтяг також визначаються: E – модуль пружності першого роду : E = tg α , де σ, ε – напруження і відносна деформація зразка, що відповідають любій точці прямолінійної ділянки діаграми (пряма ОА); α – кут нахилу прямолінійного ділянки діаграми до горизонтальної осі (див. рисунок 4); δ – відносне залишкове видовження після розриву :
де l1 – довжина зразка після розриву (вимірюється шляхом стикування двох частин розірваного зразка; ψ – відносне звуження після розриву :
де А0 – початкова площа поперечного перерізу зразка; А1 – площа поперечного перерізу в найбільш тонкому місці шийки в районі розриву . До пластичних матеріалів відносять матеріали, у яких відносне залишкове видовження після розриву δ > 5%, до крихких – матеріали з δ < 5%. Рисунок 5 – Діаграма розтягу середньовуглицевої сталі Діаграма розтягу крихких матеріалів наведена на рисунку 5. Для них відхилення від закону Гуку починається з малих значень розтягуючої сили. Діаграма не має площадки текучості. Зразки руйнуються при досить малій залишковій деформації без утворення шийки. |
|
R |
