Обработка результатов измерений

4.1. Обработку экспериментальных результатов ведут в следующем порядке. Зная вели­чину максимальной нагрузки (по шкале силоизмерителя), а также абсолютное удлинение , определяются масштабы по осям диаграммы растяжения:

, Н/мм, , мм/мм,

где - расстояние от оси абсцисс до точки .

4.2. Используя масштаб по оси ординат, устанавливаются величины нагрузок соответствующие (рис. 1.2а):

а) пределу пропорциональности : ;

б) пределу текучести : ;

в) пределу прочности : ;

г) разрушению : ,

где , , - расстояние от оси абсцисс до точек , , .

Нагрузка, соответствующая пределу текучести определяется следующим образом: по оси диаграммы, от точки в сторону изменения удлинения откладываем отрезок, длиной 0,2% . От конца отрезка проводим прямую, параллельную участку до пересечения с диаграммой (рис. 1.6). Из точки пересечения опускаем перпендикуляр на ось ординат. Отрезок в масштабе и будет нагрузкой, соответствующей условному пределу текучести.

4.3. Разделив усилия , , каждого образца на первоначальную площадь поперечного сечения соответствующего образца, находятся искомые механические характеристики:

, (1.3)

, (1.4)

. (1.5)

4.4. Величины , , представляют собой условные напряжения, характеризующие прочность материала. Условность этих напряжений состоит в том, что при их определении мы делим нагрузки на первоначальную, а не на действительную (с учетом поперечного сужения) площадь сечения. В связи с этим интересно выяснить истинное напряжение в момент разрыва:

. (1.6)

где: - разрушающая нагрузка (Н);

- площадь поперечного сечения шейки (мм²).

4.5. Зная длины образца до и после разрыва, вычисляется .

4.6. Зная площадь поперечного сечения образца до разрыва и площадь шейки , находится относительное поперечное сужение в процентах:

. (1.7)

4.7. Значения и характеризуют пластичность материала. Чем они больше, тем материал пластичнее.

4.8. Сводятся полученные механические характеристики в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Механические характеристики и характеристики пластичности материалов

Материалы	Вид испытаний	Механические характеристики	Хар-ки пластичности
, МПа	, МПа	, МПа	, МПа	,%	,%
Сталь	растяжение
Медь	сжатие
Чугун	сжатие
Дерево вдоль волокон	сжатие
Дерево поперек волокон	сжатие

Таблица 1.3

Эскизы образцов до и после опытов

Оформление отчета

Отчет

по лабораторной работе “Определение механических характеристик материалов при растяжении-сжатии”

1. Цель работы:

2. Оборудование, приспособление, инструмент.

3. Эскизы образцов (зарисовать).

4. Геометрические размеры образцов (табл. 1.1).

5. Характер и форма разрушения образцов (зарисовать).

6. Диаграммы растяжения-сжатия. Для образца, который испытывался при растяжении, привести диаграмму растяжения (рис. 1.6).

7. Определение механических и геометрических характеристик материалов при растяжении-сжатии по формулам 1.3 - 1.7 (все расчеты привести в отчете).

8. Результаты сравнительных испытаний образцов (табл. 1.2).

9. Выводы.

Примечание: для образцов, которые испытывались на сжатие, эскизы образцов и диаграммы сжатия оформить в виде таблицы 1.3.

Контрольные вопросы

1. Дать определение напряжения, перемещения и деформации.

2. Как определить нормальные напряжения в поперечном сечении при растяжении - сжатии? Метод сечений.

3. Методика определения механических характеристик при растяжении-сжатии.

4. Диаграммы растяжения-сжатия. Дать определение основных механических характеристик.

5. Для какого участка диаграммы растяжения-сжатия справедлив закон Гука? Сформулировать его. Как с помощью закона Гука определить удлинение образца?

6. В чем заключается явление упрочнения?

7. В чем отличие истинной диаграммы напряжений от условной?

8. Что такое пластичность и хрупкость?

9. В чем отличие поведения пластичных и хрупких материалов при сжатии?

10. Что такое условный предел текучести?

Литература

1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986. – 512 с.

2. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1989. – 624 с.