2.3. Випробування сталі на стиск

Мета роботи: вивчення властивостей пластичних матеріалів при тиску і визначення їхніх механічних характеристик.

Випробувальна машина. Випробування проводять на випробувальній машині УВМ-50 (п. 1.1).

Зразок для випробувань

Для випробування використовують зразок у вигляді циліндра з

h

відношенням висоти до діаметра — = 1... 3. Стиск проводять центральними

d

навантаженнями паралельно осі зразка. На міцність та характер деформацій впливають сили тертя, що діють у площинах контакта між торцями зразка і опорними плитами машини. Якщо змастити торці зразка для зменшення сил тертя, величина межі міцності виявляється меншою, ніж при відсутності мастила. Щоб одержати порівнювані результати, наявність чи відсутність змащування необхідно зазначати. Сили тертя протидіють деформації зразка у поперечному напряму. Вплив цих сил зменшується при віддаленні від торців до середини. Через це зразок при стиску стає бочкоподібним (рис. 22).

Враховуючи вплив сил тертя на результати експерименту, не рекомендується вживати дуже короткі зразки. Не слід застосовувати також довгі зразки, оскільки внаслідок хоча незначних ексцентриситетів прикладання навантаження крім стиску з'явиться згин. При збільшенні довжини зразка зростає і вплив згину.

Основні відомості з теорії

При стиску зразок покоротшується і розширюється замість подовження та звуження при розтягу. Всі механічні характеристики матеріалів зберігають ті самі визначення та позначення, що й при розтягу.


Отже, відносне покоротшання

де h0 та h - висота зразка відповідно до та після експерименту.

Відносне поперечне розширення

А - А

А0

де А та А0 - площа перерізу зразка відповідно після та до експерименту.

З діаграми стиску м'якої сталі (рис. 23) видно, що в початковому періоді

завантаження, як при розтягу, має місце пропорційність між силою та деформацією. Після досягнення навантаження, що відповідає межі пропорційності, лінійна залежність порушується: деформації зростають швидше, ніж навантаження. При подальшому збільшенні стискуючої сили зростання деформацій поступово стає повільним за рахунок збільшення перерізу зразка. Оскільки зразок під дією зростаючого навантаження поступово розплющується, визначити руйнуюче навантаження неможливо. Тому випробування переривають при деякому навантаженні Fmax, обмежуючись

вивченням поведінки та характеру деформацій пластичної сталі при стиску.

Випробування на стиск для пластичного матеріалу є додатком до випробувань на розтяг.

Визначення напружень за формулою

дає дуже умовні величини через неоднаковість перерізів зразка вздовж висоти.

Межу пропорційності при стиску можна визначити так само, як і при розтягу:

Послідовність виконання роботи

Перед початком випробувань заміряють діаметр перерізу та висоту сталевого зразка.

Зразок розміщують між стискуючими площинами випробувальної машини та проводять його поступово зростаюче навантаження. Одночасно спостерігають деформації зразка. Коли стискуюча сила досягає 350... 400 кН, випробування переривають.

Вимірюють діаметр та висоту зразка після деформації.

Обчислюють нормальне напруження сталі при максимальному навантаженні.

Результати замірів та обчислень заносять у журнал спостережень.

Контрольні запитання

Яка мета лабораторної роботи?

Яка форма перерізу зразка для випробувань?

Яке відношення висоти до діаметру перерізу повинен мати зразок?

Який вигляд має діаграма стиску?

Чи впливають сили тертя між торцями зразка та опорними плитами на форму деформування зразка і результати випробувань?

За якою формулою обчислюють межу пропорційності сталі при стиску?

Яка розмірність умовної межі міцності й межі пропорційності сталі?

Якої форми набуває зразок при стиску?

9. За якими формулами визначають відносне покоротшання та відносне розширення зразка?


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я