Обробка результатів випробувань

Значення відносних деформацій ε і ε _n на кожному ступені навантаження визначаються як різниця значень кінця і початку етапів. Середні значення будуть дорівнювати

 

 

де K - число ступенів.

Модуль пружності за даними досліду розраховується за формулою

 

 

коефіцієнт поперечної деформації

 

Дослідницька частина роботи

Мета дослідження - визначити вплив пластичної деформації на значення пружних констант Е і μ.

Для встановлення залежності пружних сталих Е і μ від пластичної деформації необхідно визначити ці сталі описаним способом. Після цього зняти тензорезистори і збільшувати навантаження Р доти поки залишкова деформація не складе , потім розвантажити зразок, наклеїти тензорезистори, як показано на рисунку 2.1, і звичайним способом визначити Е і μ. Аналогічні вимювання провести при і , де - залишкове відносне видовження, що відповідає границі міцності . За отриманими даними побудувати залежність Е і m від .

 

Контрольні питання

1. Які властивості матеріалу характеризує коефіцієнт Пуассона?

2. Чому дорівнює коефіцієнт поперечної деформації для різних матеріалів?

3. Який фізичний зміст μ?

4. Як залежить μвід величини і знака навантаження?

5. Який фізичний і геометричний зміст модуля пружності E?

6. Чому при визначенні Е напруження не повинні перевищувати границі пропорційності?

7. Як залежить величина Е від марки сталі?

8. Якими способами можна підвищити точність визначення Е і μ?

 

Лабораторна робота 3. Випробування різних матеріалів на стиск

 

Мета роботи: вивчити поведінку різних матеріалів при випробуванні на стиск; визначити границю текучості для пластичних матеріалів і границю міцності для крихких матеріалів.

 

Короткі теоретичні відомості

Випробування на стиск є основним у визначенні міцності крихких матеріалів: чавуну, природних і штучних будівельних матеріалів і ін. При випробуванні на стиск механічні характеристики матеріалів умовні, тому що мають місце такі особливості:

1) стискаюче навантаження важко прикласти строго до осі зразка, що часто призводить до нерівномірного розподілу напружень у поперечному перерізі і скривленню зразка;

2) на торцевих поверхнях зразка виникають великі сили тертя, що призводить до появи поблизу цих поверхонь об’ємного напруженого стану і до викривлення циліндричної форми зразка. Вплив сил тертя тим більше, чим коротше випробуваний зразок, тому результати випробувань на стиск істотно залежать від відношення висоти зразка до його діаметра h/d і умов тертя на контактних поверхнях.

Випробування на стиск пластичного матеріалу (маловуглецевої сталі) проводять на циліндричних зразках з відношенням висоти до діаметра . При цьому діаграма стиску має вид, показаний на рисунку 2.3.1. Для більшості пластичних матеріалів границя пропорційності , модуль пружності Е, границя пружності , границя текучості при стиску приблизно ті ж, що і при розтяганні. Після площадки текучості функція зростає. Відбувається це в результаті того, що площа поперечного перерізу зразка, який стискається, при зростанні навантаження збільшується. Довести зразок із пластичного матеріалу до руйнування практично не вдається, він деформується в тонку пластинку, і подальше випробування обмежується можливостями машини. Тому границю міцності для пластичних матеріалів не визначають.

Випробування на стиск крихкого матеріалу (чавун, високовуглецева сталь і т.п.) проводять також на циліндричних зразках . При стиску зразок приймає злегка бочкоподібну форму, після чого утворюються тріщини по похилих площинах і навантаження різко падає. Похилі площини, по яких починається і розвивається руйнування, утворюють з віссю зразка кут, приблизно рівний 45...50^°, тобто кут, під яким діють максимальні дотичні напруження.

 

Випробовування деревини

Деревина - анізотропний матеріал і її механічні властивості в різних напрямках різні. Тому випробування на стиск проводиться вздовж і поперек волокон. При цьому потрібно розрізняти стиск поперек волокон по радіусу стовбура і вздовж річного шару (по дотичній до кола). При випробуванні на стиск дерева застосовують зразки у виді кубика.