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.