Методическое руководство к лабораторной работе "Определение прогиба двухопорной балки при прямом изгибе"

Министерство образования и науки Республики Калмыкия

БПОУ РК «Элистинский политехнический колледж»

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

к выполнению лабораторной работы

по Технической механике

Тема: «Испытание на растяжение образца из стали»

Преподаватель Л.Э. Мальченко

г.Элиста

1. Цель работы

Экспериментальное определение механических характеристик и марки стали.

2. Теоретическое обоснование

Механические характеристики материала можно условно разделить на три группы:

1. Характеристики прочности:

• предел пропорциональности - максимальное напряжение в зоне действия закона Гука;

• предел текучести - напряжение, при котором наблюдаются пластические деформации в материале;

• предел прочности - напряжение, при котором начинается разрушение материала.

2. Характеристики пластичности:

• относительное остаточное удлинение при разрыве ;

• относительное остаточное сужение при разрыве .

3. Характеристика вязкости:

• удельная работа, затраченная на разрушение единицы объёма образца ,

где: - работа, затраченная на деформацию и разрушение расчётной длины образца;

- первоначальный объём расчётной длины образца;

- диаметр рабочей части образца до испытаний;

- диаметр шейки после разрыва образца;

- первоначальная расчётная длина образца;

- остаточная расчётная длина образца после разрыва;

- площадь сечения рабочей части образца;

- максимальная нагрузка в зоне действия закона Гука;

- нагрузка, при которой появляются пластические деформации;

- максимальная нагрузка, выдерживаемая образцом.

3. Порядок выполнения работы

3. 1. Измерить диаметр рабочей части образца с точностью до 0,02 мм и расчётную длину с точностью до 0,1 мм (рис. 1а) и результаты занести в таблицу 1.

а)

б)

Рис.1

3. 2. Закрепить образец в захватах испытательной машины и включить привод машины.

   3. Наблюдать за поведением образца в процессе нагружения и после обрыва образца выключить привод машины.

   4. Освободить части образца из захватов машины, плотно прижать обе части друг к другу, замерить расчётную длину образца после обрыва и диаметр шейки в месте обрыва (см. рис.1б) и результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

Размеры образца

Нагрузки

до опыта

после опыта

Кн

Кн

Кн

мм

мм

мм

мм

3. 5. Вынуть из самопишущего прибора диаграмму растяжения (рис.2) и по ней определить нагрузки, соответствующие пределу пропорциональнос-ти -, пределу текучести -, пределу прочности -, и результаты занести в таблицу 1.

   6. По соответствующим формулам вычислить механические характеристики материала и результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2

Механические характеристики материала

Характеристики

прочности

Характеристики

пластичности

Характеристики

вязкости

МПа

МПа

МПа

%

%

Нсм\см³

Рис.2

3. 7. Ориентируясь на полученные в таблице 2 значения предела текучести и предела прочности , по таблицам определить предполагаемую марку стали образца.

   8. Составить и оформить отчёт о выполнении лабораторной работы по форме, приведённой в Приложении.

Контрольные вопросы:

1. Что называется диаграммой растяжения?

2. Как формулируется закон Гука?

3. Какой участок диаграммы соответствует зоне действия закона Гука при растяжении?

4. Что такое предел пропорциональности?

5. Что такое предел текучести?

6. Что такое предел прочности?

7. Какие деформации называются упругими?

8. Какие деформации называются пластическими (остаточными)?

9. Какие участки диаграммы соответствуют упругим и какие пластическим деформациям?

10. Какие характеристики оценивают пластичность материала?

11. Какие характеристики оценивают вязкость материала?

1.Цель работы – экспериментальное определение механических характеристик и марки стали.

2.Практическая часть

2.1.Результаты обмера образца и обработки диаграммы растяжения

Таблица 1

Размеры образца

Нагрузки

до опыта

после опыта

кн

кн

кн

мм

мм

мм

мм

100

10

106,6

7,8

18,0

22,5

33,0

Рис.1. Диаграмма растяжения

2.2.Вычисление механических характеристик

2.3.Результаты испытаний

Таблица 2

Механические характеристики материала

Характеристики

прочности

Характеристики

пластичности

Характеристики

вязкости

МПа

МПа

МПа

%

%

Нсм\см³

229,3

286,6

420,4

6,6

22

235,8

2.4. Предполагаемая марка стали: Сталь 25 ГОСТ 1050-74, термообработка – нормализация, =280 МПа, =460 МПа.