Определение прочности при сжатии и коэффициента конструктивного качества материалов
Цель работы: изучить принцип действия гидравлического пресса и приобрести навыки работы на нем. Произвести испытание на сжатие материалов и сделать вывод о их прочностной эффективности.
I. Теоретическая часть.
Прочность– свойство материала сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, которые возникают под действием внешних факторов (силовых, тепловых и т.д.), не разрушаясь.
Прочность материала оценивается пределом прочности, который условно равен максимальному напряжению, возникшему в материале под нагрузкой, вызвавшей разрушение материала.
На практике предел прочности определяют путем разрушения стандартных образцов при сжатии, изгибе или разрыве.
Предел прочности при сжатии:
,
где N – разрушающая нагрузка, Н (или кгс);
А – площадь поперечного сечения образца, м2 (или см2).
Существует следующая зависимость между единицами измерения:
,
Для оценки прочностной эффективности материала часто используют коэффициент конструктивного качества (к.к.к.), который определяют по формуле:
,
где R – предел прочности при сжатии, МПа;
d – относительная плотность.
Наиболее эффективными являются материалы, имеющие наименьшую плотность и наиболее высокую прочность.
II. Материалы и оборудование:
- образцы различных материалов;
- гидравлический пресс;
- штангенциркуль;
- весы с разновесами.
III. Методика выполнения работы:
- взвесить образец с точностью до 1 г;
- определить геометрические размеры образцов с точностью до 0,01 см;
- провести испытание образцов на сжатие на гидравлическом прессе:
- установить образец на нижнюю опорную плиту пресса точно по ее центру;
- установить на ноль стрелки силоизмерителя;
- опустить верхнюю опорную плиту с помощью винта для плотного закрепления образца между опорными плитами;
- включить насос пресса, предварительно убедившись, что вентиль сброса масла закрыт, и дать на образец нагрузку, отрегулировав скорость ее приложения (зависит от вида материала и размеров образца);
- зафиксировать момент разрушения образца, при котором стрелка силоизмерителя останавливается и начинает двигаться обратно;
- выключить пресс и открыть вентиль сброса масла, вентиль подачи масла закрыть;
- поднять верхнюю опорную плиту, убрать разрушенный образец и тщательно очистить плиту от остатков материала.
Каждый материал испытать не менее, чем на трех образцах.
IV. Лабораторные журналы:
ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ ПРИ СЖАТИИ.
№ п/п | Материал | Размеры поперечного сечения, см | Площадь поперечного сечения образца,см2 ![]() ![]() | Разруш. нагрузка, кгс N | Предел прочности ![]() | ||
а | ![]() | кгс/см2 | МПа | ||||
КОЭФФИЦИЕНТ КОНСТРУКТИВНОГО КАЧЕСТВА.
№ п/п | Материал | Размеры образца | Масса образца, m, г | Относ. плотность ![]() ![]() | Rсж, МПа | к.к.к.= = ![]() | ||
площадь А, см2 | высота h, см | объем V=Аh, см3 | ||||||
V. Заключение: Сравнить образцы по величине к.к.к. и объяснить причины различия.