Порядок выполнения работы 1

1. Получить у преподавателя образец, указать материал и вид термической обработки в протоколе.

2. Измерить размеры поперечного сечения рабочей части: диаметр d₀ (для цилиндрического образца) или ширину a₀ и толщину b₀ (для плоского образца). Измерения следует производить не менее чем в трех местах рабочей части образца (в середине и по краям). Из трех измерений выбрать наименьшие размеры, по которым вычислить площадь поперечного сечения F₀. Результаты измерений и расчета занести в протокол № 1 (табл. 1).

3. Отметить на поверхности образца начальную расчетную длину l₀, ограничив ее метками с помощью карандаша, чернил или неглубокими рисками (только для пластичных материалов). Занести значение l₀ в протокол.

4. Установить образец в захваты испытательной машины, на рабочую часть образца установить экстензометр.

5. Задать значение скорости перемещения подвижной траверсы и записать его в протокол. Включить двигатель машины и растягивать образец до разрыва. Записать диаграмму растяжение «нагрузка (Р) – деформация (е)».

6. После разрыва образца остановить машину, снять экстензометр и вынуть части образца из захватов.

Определение пластических свойств материала.

7. Измерить поперечные размеры образцов в месте разрыва. Для цилиндрического образца измерить минимальный диаметр шейки d_к в двух взаимно перпендикулярных направлениях и занести среднее арифметическое значение в протокол. Для плоского образца измерить в месте разрыва наибольшую ширину образца a_к и наименьшую толщину в средней части b_к (рис. 7) и занести значения размеров в протокол.

8. По измеренным поперечным размерам образца в месте разрыва вычислить площадь сечения в шейке F_к и занести в протокол.

9. Определить величину расчетной длины образца после разрыва l_к. Для этого плотно сложить части разрушенного образца по шейке так, чтобы их оси образовали прямую линию. Измерить штангенциркулем расстояние между метками, ограничивающими расчетную длину. Результат измерения занести в протокол № 1 (табл. 7).

10. По результатам измерения образцов до и после испытания определить относительное удлинение (δ) и относительное сужение (Ψ) образцов. Результаты расчета занести в протокол испытания № 2 (табл. 8).

Таблица 7 – Протокол испытаний №1

Материал	Термическая обработка	d₀(a₀, b₀), м	F₀, м²	l₀, мм	V_пер., мм/мин.	Р, Н	е, %	d_к(a_к, b_к), м	F_к, м²	l_к, мм

Таблица 8 – Протокол испытаний №2

Материал	Термическая обработка	δ, %	Ψ, %	σ_пц, МПа	σ_т(σ_0,2), МПа	σ_в, МПа	Е, ГПа

Определение прочностных и упругих свойств материала

Построить диаграмму растяжения «напряжение (σ) – деформация (ε)».

1. Определение величины предела пропорциональности (σ_пц). Провести прямую OA, совпадающую с прямолинейным участком кривой растяжения (рис. 8). Первоначальным криволинейным участком при этом необходимо пренебречь. Через точку O пересечения прямой OA с осью ε провести ось координат Oσ. Затем на произвольной высоте, но в пределах участка упругости, провести прямую BC, параллельную оси абсцисс. На прямой BC отложить отрезок DE, равный половине отрезка DF. Через точку E и начало координат провести прямую OM. Предел пропорциональности σ_пц определяется как напряжение, соответствующее точке касания к кривой растяжения прямой HJ, проведенной параллельно прямой OM. Результаты расчета занести в протокол испытания № 2 (табл. 2).

2. Определение предела текучести материала. Если на диаграмме растяжения присутствует площадка текучести (рис. 8), то определяется физический предел текучести σ_т – наименьшее напряжение на площадке текучести.

При отсутствии площадки текучести (рис. 9) определяют условный предел текучести σ_0,2. Для этого из начала координат O по оси деформации откладывается отрезок OE, соответствующий величине деформации 0,2%. Из точки E проводят прямую EP, параллельную OA. Точка пересечения прямой EP с диаграммой соответствует напряжению условного предела текучести. Результаты расчета занести в протокол испытания № 2 (табл. 2).

3. Определить предел прочности σ_в материала как наибольшее условное напряжение, которое выдерживает образец. Результаты расчета занести в протокол испытания № 2 (табл. 2).

4. Определить модуль Юнга (E = σ/ε) как тангенс угла наклона участка упругости на диаграмме растяжения.