Растяжение стального образца с измерением упругих деформаций

Цель работы:

Экспериментальная проверка закона Гука при растяжении. Определение модуля Юнга и коэффициента Пуассона стали.

Общие сведения

В работе подвергается испытанию на растяжение плоский стальной

образец в пределах упругих деформаций. На образце (рис. 1) установлены два продольных и два поперечных тензометра.

Для измерения деформаций образца в работе используется электротензометрический метод, изложенный в главе 3.

1. Проверка закона Гука

P

Опытная проверка закона Гука при растяжении производится на основе экспериментально определенной диаграммы растяжения (рис.2), которая строится по результатам испытаний.

Рис. 2

Справедливость закона Гука устанавливается наличием на диаграмме прямолинейного участка.

2. Определение модуля Юнга материала

Модуль Юнга материала определяется по формуле закона Гука

где ΔР – ступень нагрузки, l – база тензометра продольной деформации, А – площадь поперечного сечения образца, Δl – абсолютное удлинение образца на отрезке длиной l.

Зная среднее приращение отсчетов Δn_1cp электротензометра продольной деформации (из таблицы наблюдений) и цену деления прибора в относительной деформации на одно деление K_e, можно вычислить относительную продольную деформацию образца

Цена деления прибора – электротензометра устанавливается опытным путем (см. главу 3).

Подставляя в формулу (1) данные опыта (2), получим

3. Определение коэффициента Пуассона

Коэффициентом Пуассона или коэффициентом поперечной деформации называется отношение относительной поперечной деформации к относительной продольной деформации, взятое по модулю

где m – коэффициент Пуассона, e – относительная продольная деформация, e¢ – относительная поперечная деформация.

Относительная поперечная деформация образца вычисляется по формуле

где Δn_2cp – среднее приращение отсчетов электротензометра поперечной деформации (берется из таблицы наблюдений), K_e¢ – цена деления электротензометра поперечной деформации.

Если характеристики (база, цена деления) тензометров продольной и поперечной деформации одинаковы, то величина коэффициента Пуассона определяется по формуле

Испытательная машина ГЗИП

Работа выполняется на испытательной машине ГЗИП (рис. 3), предельная нагружающая способность которой может быть 2 т (20 кН) и 5 т (50 кН). Образец 1 закрепляют в захваты 2 и 3. Нижний захват перемещается с помощью винта 4. Перемещение винта осуществляется рукояткой 5. Нагрузка измеряется силоизмерителем 6.

Порядок выполнения работы

1. Замерить размеры поперечного сечения образца b и h.

2. Установить образец в захваты машины.

3. Нагрузить образец начальной нагрузкой P₀ (для обжатия образца в захватах машины).

4. Произвести начальные отсчеты по продольным и поперечным тензометрам.

5. Плавно увеличивать нагрузку одинаковыми ступенями до напряжения в образце, равного (0,80¸0,90) s_пц . Одновременно на каждой стадии нагружения делать отсчеты по тензометрам.

6. По окончании опыта разгрузить образец до нагрузки P₀ и снять контрольные отсчеты по тензометрам, которые должны совпадать с первоначальными.

7. Выполнить отчет по прилагаемой форме.

ОТЧЕТ 4

Цель работы:………………………………………..…………………………..

…………………………………………………………….………………………

…………………………………………………………….………………………

Испытательная машина…………………………………………………………

Измерительные приборы………………………………………………………..

Тензометры: тип……….………..;

марка……..……….;

база l = ………..….мм.

Цена деления рычажного тензометра n = …………

Цена деления электротензометра K_e = …………....

P Схема образца с тензометром                           I       l                     h   b

Размеры поперечного сечения образца: b =………….…см; h =……………см; А = b h =……....см2.

Результаты наблюдений

Нагрузка, кН	Отсчеты в делениях прибора
Продольные тензометры	Поперечные тензометры
nI	ΔnI	nIII	ΔnIII	nII	ΔnII	nIV	ΔnIV
	ΔnIср =	ΔnIIIср =	ΔnIIср =	ΔnIVср =
	Dn1ср =	Δn2ср =

P, Н

Диаграмма растяжения

Модуль Юнга

…………………….=………….МПа.

Коэффициент Пуассона

Выводы по работе………………………………………………..………..

………………………………………………………………………………………

Отчет принял

…………………….