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

Материал	Эскиз образца	Диаграмма сжатия
До опыта	После опыта
Медь
Чугун
Дерево вдоль волокон
Дерево поперек волокон

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.