Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Изучение поведения пластичных, хрупких и анизотропных материалов при сжатии

Изучение поведения пластичных, хрупких и анизотропных материалов при сжатии

Испытанию на сжатие будут подвергаться образцы из малоуглеродистой стали, чугуна и дерева. Дерево как материал анизотропный, обладающий различными свойствами в различных направлениях, испытывается на сжатие вдоль и поперек волокон.

Для испытаний на сжатие применяются обычно образцы кубической формы или невысокие цилиндрические образцы с соотношением высоты к диаметру ho/do= 1. 3. Использование более длинных образцов является нецелесообразным в связи с возникновением опасности продольного изгиба.

Сжатие пластичного материала

Цилиндрический образец малоуглеродистой стали устанавливается между параллельными плитами пресса и постепенно нагружается непрерывно возрастающей силой Р. Результаты испытания на сжатие можно представить в виде диаграммы сжатия (рис. 1а), построенной в координатах: сила сжатия Р и абсолютное укорочение Δl.

По внешнему виду диаграмма сжатия, как и для большинства пластичных материалов, примерно до предела текучести совпадает с диаграммой растяжения. Точка А диаграммы соответствует пределу пропорциональности материала, после которого отмечается небольшой участок, где наблюдается более быстрое возрастание деформаций. Однако выраженной площадки текучести для многих материалов не наблюдается. Вследствие этого для них за предел текучести принимается условное напряжение, при котором остаточная деформация составляет 0,2% от начальной высоты образца. При этом определение предела текучести осуществляется так же, как и в случае растяжения образца. В дальнейшем кривая идет круто вверх из-за увеличения площади поперечного сечения образца и упрочнения материала.

Увеличивающееся в процессе деформации поперечное сечение образца становится способным выдерживать все большую нагрузку. Образец принимает бочкообразную форму (из-за наличия сил трения на торцах образца) и может быть сплющен в тонкую пластинку, не обнаруживая признаков разрушения (рис. 1).


Рис.1 Диаграмма сжатия и характер разрушения образцов из малоуглеродистой стали

В некоторых случаях, при недостаточной пластичности материала, на боковой поверхности образца появляются мелкие трещины. Довести образец из пластичного материала до разрушения практически не удается. Опыт приходится остановить, не определив величины наибольшей разрушающей нагрузки.

Следовательно, предел прочности (временное сопротивление) при сжатии пластичных материалов не может быть определен. В этом случае обычно устанавливается только предел пропорциональности.

Следует отметить, что при сжатии стали предел пропорциональности σпц, предел текучести σт, модуль упругости Е приблизительно имеют такие же значения, как и при растяжении. Поэтому стали на сжатие испытывают значительно реже, чем на растяжение. На практике схемы сжатия используют преимущественно в технологических пробах для оценки деформационной способности полуфабрикатов и изделий. С помощью проб по появлению трещин определяют годность или негодность материала после деформации сжатием на заданную величину.

Сжатие хрупкого материала

Цилиндрический образец чугуна (ho/do=1,5) после обмера устанавливается между плитами пресса и подвергается статическому нагружению. Диаграмма сжатия при этом будет иметь вид, показанный на рис. 2. Нетрудно заметить, что на диаграмме сжатия отсутствует прямолинейный участок. Разрушение происходит внезапно при нагрузке Рmах с появлением ряда наклонных трещин, направленных примерно под углом 45° к оси образца. Такой характер разрушения объясняется действием касательных напряжений, возникающих в наклонных площадках при сжатии.


Рис.2 Диаграмма сжатия и характер разрушения образцов из чугуна

Таким образом, при сжатии хрупких материалов и при их растяжении можно определить лишь предел прочности

Различие между диаграммами сжатия и растяжения чугуна заключается лишь в том, что нагрузка, соответствующая пределу прочности при сжатии, в 3-5 раз превышает нагрузку, соответствующую пределу прочности при растяжении, и соответственно (σв)с > (σв)р, т.е. чугун лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению.

Характер деформации образца и причины его разрушения для хрупкого материала во многом зависят от влияния сил трения между образцом и опорными поверхностями машины. Путем периодической парафиновой смазки торцов образца в процессе испытания можно практически полностью устранить силы трения. При этом образец в течение всего испытания не принимает бочкообразную форму, остается цилиндрическим и разрушается по плоскостям, параллельным диаметральной плоскости образца из-за недопустимо больших растягивающих деформаций.

Сжатие анизотропного материала

Для испытания изготавливаются образцы дерева кубической формы, которые испытывают вдоль и поперек волокон, что изображено на диаграмме рис. 3. Из диаграммы видно, что образец, испытанный вдоль волокон (кривая 1), до разрушения претерпевает сравнительно небольшие остаточные деформации. После достижения наибольшего значения сжимающей силы Рmах начинается разрушение образца с последующим падением нагрузки. В процессе разрушения дерево расслаивается, волокна отделяются одно от другого и переламываются, на боковой поверхности кубика образуются поперечные складки и продольные трещины.


Рис.3 Диаграмма сжатия и характер разрушения образцов дерева вдоль волокон

Читайте так же:
Скобы для ручного степлера

По результатам испытания определяется только предел прочности

При испытании на сжатие поперек волокон диаграмма имеет другой характер (кривая 2). Сначала линия диаграммы идет по наклонной прямой до нагрузки Рпц. Затем вычерчивается слабо изогнутая кривая (кубик быстро деформируется почти без увеличения нагрузки), которая, если древесина не имеет пороков, может пойти вверх после того, как образец будет достаточно спрессован.

Значительный рост деформации без увеличения нагрузки позволяет считать, что грузоподъемность образца уже исчерпана. Поэтому за разрушающую нагрузку Рmах(соответствующую пределу прочности σв) условно принимается такая нагрузка, при которой кубик сжимается на 1/3 своей первоначальной высоты.

Прочность дерева при сжатии поперек волокон обычно в 8-10 раз меньше, чем вдоль волокон. Эти свойства дерева следует учитывать, располагая его так при проектировании конструкций, чтобы сжимающие усилия действовали по направлению наибольшего сопротивления, т. е. вдоль волокон.

6.9.4 Предел пропорциональности при сжатии определяют на образцах I и и типов. Порядок испытаний образца и методика построения диаграммы по показаниям преобразователя силы и тензометра приведены ниже.

Образец нагружают до напряжения = 0,10 (напряжение соответствует ожидае­мому значению предела пропорциональности).

При напряжении на образец устанавливают тензометр и нагружают ступенчато-возрастаю­щим напряжением до (0,70—0,80) , при этом перепад между соседними ступенями напряжения Δ составляет (0,10—0,15) . Далее образец нагружают ступенями напряжения, равными 0,02 . Когда значение абсолютной деформации (укорочение) образца Δh на ступени напряже­ния, равной 0,02 , превысит среднее значение абсолютной деформации (укорочение) образца Δh (при той же ступени напряжения) на начальном линейном упругом участке в 2, 3 раза, испытания прекращают.

По результатам испытаний строят диаграмму и определяют предел пропорциональности при сжатии (рисунок 4). При построении диаграммы проводят прямую ОМ, совпадающую с начальным прямолинейным участком. Через точку О проводят ось ординат OF, а затем — прямую АВ на произвольном уровне, параллельную оси абсцисс. На этой прямой откладывают отрезок KN, равный половине отрезка АK. Через точку N и начало координат проводят прямую ON и параллельно ей касательную CD к кривой. Точка касания определяет нагрузку Fпц, соответствующую пределу пропорциональности при сжатии МПа (кгс/мм 2 ), рассчитанному по формуле

Для определения предела пропорциональности при сжатии по диаграмме F (Δh), записанной на самопишущем приборе (см. 4.2), образец нагружают непрерывно до напряжения, превышающего ожидаемое значение предела пропорциональности . По диаграмме, используя формулу (2) и проведя приведенные выше построения, определяют предел пропорциональности при сжатии .

6.9.5 Предел упругости при сжатии определяют на образцах II типа. Порядок испытаний по показаниям преобразователя силы и тензометра приведен ниже.

Образец нагружают до напряжения 0,10 (напряжение соответствует ожидаемому значению предела упругости при сжатии).

При напряжении на образец устанавливают тензометр и нагружают ступенчато-возрастаю­щим напряжением до (0,70—0,80) . При этом перепад между соседними ступенями напряжения составляет (0,10—0,15) . Далее с напряжения (0,70—0,80) образец нагружают ступе­нями напряжения, равными 0,05 . Испытания прекращают, когда остаточное укорочение образца превысит заданное значение допуска.

По результатам испытаний строят диаграмму и определяют предел упругости при сжатии (рисунок 5).

Для определения нагрузки F,05 рассчитывают абсолютную деформацию (укорочение образца) Δh, исходя из базы тензометра. Найденное значение увеличивают пропорционально масштабу диаграммы по оси абсолютной деформации и отрезок, полученной длины ОЕ, откладывают по оси абсцисс вправо от точки О. Из точки Е проводят прямую ЕР, параллельную прямой OA. Точка пересечения Р с диаграммой определяет высоту ординаты, т.е. нагрузку F0 05, соответствующую пределу упругости при сжатии , МПа (кгс/мм 2 ), рассчитанному по формуле

Для определения предела упругости при сжатии по диаграмме Fh), записанной на самопишущем приборе (см. 4.2), образец нагружают непрерывно до напряжения, превышающего ожидаемое значение предела упругости . По диаграмме, используя формулу (3) и рисунок 5, определяют предел упругости при сжатии .

6.9.6 Предел текучести (физический) при сжатии определяют на образцах III типа.

Образец непрерывно нагружают до напряжения, превышающего ожидаемое значение и записывают диаграмму на самопишущем приборе (см. 4.2).

Пример определения нагрузки FT, соответствующей пределу текучести (физическому), приве­ден на рисунке 6.

6.9.7 Условный предел текучести при сжатии определяют на образцах III типа.

Образец непрерывно нагружают до напряжения, превышающего ожидаемое значение услов­ного предела текучести и записывают диаграмму на самопишущем приборе (см. 4.2).

Масштаб по оси деформации не менее 100:1, а по оси нагрузки — 1 мм диаграммы должен соответствовать не более 10 МПа (1,0 кгс/мм 2 ). Допускается определение по диаграммам, записанным с масштабом по оси удлинений 50:1 и 10:1, если исходная высота образца больше или равна 25 и 50 мм соответственно. Полученную диаграмму перестраивают с учетом жесткости испытательной машины. По диаграмме (рисунок 7) определяют нагрузку, соответствующую услов­ному пределу текучести (физическому) при сжатии , рассчитанному по формуле

Читайте так же:
Пары свинца при плавке

(5)

По результатам испытаний строят диаграмму Fh) (рисунок 8) и определяют нагрузку, соответствующую условному пределу текучести при сжатии, который рассчитывают по формуле (5).

6.9.8 Предел прочности при сжатии определяют на образцах III типа. Образец непрерывно нагружают до разрушения. Наибольшую нагрузку, предшествующую разрушению образца, принимают за нагрузку Fmax соответствующую пределу прочности при сжатии , МПа (кгс/мм 2 ), рассчитанному по формуле

(6)

6.10 Методика испытаний для построения кривой упрочнения

Для построения кривой упрочнения испытывают серию одинаковых цилиндрических образцов III и IV типов (см. раздел 3) на нескольких уровнях заданных нагрузок.

Кривую упрочнения строят в координатах: ордината — напряжение течения , абсцисса — логарифмическая деформация (рисунок 9) или в двойных логарифмических координатах lg — lg (рисунок 10).

Напряжение течения , МПа (кгс/мм 2 ), рассчитывают по формуле

где F— осевая сжимающая нагрузка, Н (кгс).

Напряжение течения , МПа (кгс/мм 2 ), определяют графически по экспериментальной кривой упрочнения при логарифмической деформации (укорочении) образца , равной 1. Логарифмическую деформацию (укорочение) , рассчитывают по формулам:

для образцов III типа

(8)

для образцов IV типа

(9)

Результаты испытаний каждого образца записывают в протокол испытаний (приложение Г), а результаты испытаний партии образцов — в сводный протокол (приложение Д).

Примечание — Допускается построение кривой упрочнения по относительной деформации (укорочение) в

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

предел текучести при сжатии

условный предел текучести при сжатии — 3.1.9 условный предел текучести при сжатии : Напряжение, при котором относительная остаточная деформация (укорочение) образца достигает 0,2 % первоначальной расчетной высоты образца; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Предел прочности при сжатии — Предел прочности при сжатии – отношение максимального значения сжимающей силы Fm к первоначальной площади поперечного сечения образца, когда относительная деформация ε образца в состоянии текучести (см. рисунок 1b) или при его разрушении … … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

предел прочности при сжатии — 3.1.10 предел прочности при сжатии : Напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 27034-86: Сплавы твердые спеченные. Метод определения предела прочности и предела текучести при сжатии — Терминология ГОСТ 27034 86: Сплавы твердые спеченные. Метод определения предела прочности и предела текучести при сжатии оригинал документа: 3. Символы и определения Символ Определение Единица измерения S0 Минимальная первоначальная площадь… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

предел текучести — 2.12 предел текучести: Нормативное минимальное значение напряжения, при котором начинается интенсивный рост пластических деформаций (при незначительном увеличении нагрузки) при растяжении материала труб. Источник: СТО Газпром 2 2.1 318 2009:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Предел текучести (физический) — 15. Предел текучести (физический) sт Напряжение, соответствующее наименьшей нагрузке Pт, при которой образец деформируется без заметного ее увеличения Источник: ГОСТ 12004 81: Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

предел текучести (физический) при сжатии — 3.1.8 предел текучести (физический) при сжатии : Наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения сжимающей нагрузки; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Прочность, предел прочности — Прочность сопротивление материала деформации и разрушению, одно из основных механических свойств. Другими словами, прочность свойство материалов, не разрушаясь, воспринимать те или иные воздействия (нагрузки, температурные, магнитные и другие… … Металлургический словарь

ГОСТ 25.503-97: Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие — Терминология ГОСТ 25.503 97: Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие оригинал документа: 3.1.1 диаграмма испытаний (сжатия): График зависимости нагрузки от абсолютной деформации… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Условный — 7. Условный Содержащееся в справочнике сообщений или сегментов условие необязательного использования сегмента, элемента данных, составного элемента данных или компонентного элемента данных Источник: ГОСТ 6.20.1 90: Электронный обмен данными в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Предел текучести при сжатии

условный предел текучести при сжатии — 3.1.9 условный предел текучести при сжатии : Напряжение, при котором относительная остаточная деформация (укорочение) образца достигает 0,2 % первоначальной расчетной высоты образца; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Предел прочности при сжатии — Предел прочности при сжатии – отношение максимального значения сжимающей силы Fm к первоначальной площади поперечного сечения образца, когда относительная деформация ε образца в состоянии текучести (см. рисунок 1b) или при его разрушении … … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Читайте так же:
Размеры сверл под резьбу таблица

предел прочности при сжатии — 3.1.10 предел прочности при сжатии : Напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 27034-86: Сплавы твердые спеченные. Метод определения предела прочности и предела текучести при сжатии — Терминология ГОСТ 27034 86: Сплавы твердые спеченные. Метод определения предела прочности и предела текучести при сжатии оригинал документа: 3. Символы и определения Символ Определение Единица измерения S0 Минимальная первоначальная площадь… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

предел текучести — 2.12 предел текучести: Нормативное минимальное значение напряжения, при котором начинается интенсивный рост пластических деформаций (при незначительном увеличении нагрузки) при растяжении материала труб. Источник: СТО Газпром 2 2.1 318 2009:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Предел текучести (физический) — 15. Предел текучести (физический) sт Напряжение, соответствующее наименьшей нагрузке Pт, при которой образец деформируется без заметного ее увеличения Источник: ГОСТ 12004 81: Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

предел текучести (физический) при сжатии — 3.1.8 предел текучести (физический) при сжатии : Наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения сжимающей нагрузки; Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Прочность, предел прочности — Прочность сопротивление материала деформации и разрушению, одно из основных механических свойств. Другими словами, прочность свойство материалов, не разрушаясь, воспринимать те или иные воздействия (нагрузки, температурные, магнитные и другие… … Металлургический словарь

ГОСТ 25.503-97: Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие — Терминология ГОСТ 25.503 97: Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие оригинал документа: 3.1.1 диаграмма испытаний (сжатия): График зависимости нагрузки от абсолютной деформации… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Условный — 7. Условный Содержащееся в справочнике сообщений или сегментов условие необязательного использования сегмента, элемента данных, составного элемента данных или компонентного элемента данных Источник: ГОСТ 6.20.1 90: Электронный обмен данными в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Пределом прочности при сжатии материала называют напряжение, соответствующее сжимающей нагрузке, при которой происходит разрушение материала.

Предел прочности при сжатии определяют по формуле:

Rсж= , [МПа (кг/см 2 )], 9)

где: Рсж – разрушающая нагрузка, Н (кг);

F – площадь поперечного сечения образца, м 2 (см 2 ).

Испытания проводятся в соответствии с ГОСТ на соответствующие материалы.

Для определения предела прочности при сжатии образцы материала подвергают действию сжимающих внешних сил и доводят до разрушения. Форма и размеры образцов различных строительных материалов должны соответствовать требованиям ГОСТ на данный вид материала. Испытуемые образцы должны быть правильной геометрической формы в виде куба, цилиндра или параллелепипеда. Образцы природных каменных материалов, имеющих форму куба, могут быть приняты с ребром 50, 70, 100, 150 и 200 мм. Образцы из плотных материалов можно принять меньшего размера, а из пористых материалов – большего.

Такие образцы-кубы изготавливают с помощью корундовых или алмазных дисковых пил, а образцы-цилиндры – с помощью специальных полых сверл. После изготовления образцы пришлифовывают так, чтобы противоположные нагружаемые грани были строго параллельны. Правильность плоскостей проверяют угольником и штангенциркулем, образцы маркируют и указывают на них направление сланцеватости (волокнистости). Для испытания образцов материала на сжатие применяют гидравлические прессы (рис. 7). Предварительно высушенные перед испытанием образцы измеряют с точностью до 1 мм. Измерения проводят в соответствии со схемой на рисунке 2.

По результатам измерений вычисляют площадь сечения образца, перпендикулярную к направлению разрушающего усилия. Направление разрушающего усилия при испытании должно быть принято параллельным направлению сланцеватости или волокнистости образца. Для испытаний образец устанавливают на нижнюю опорную плиту пресса точно по ее центру.

Верхнюю опорную плиту при помощи винта опускают на образец, плотно закрепляют его между двумя опорными плитами, включают в действие насос пресса и дают на образец нагрузку, следя за скоростью ее нарастания. Она должна быть 0,5 – 1 МПа в 1 с и обеспечить разрушение через 20-60 сек после начала испытания. Значение разрушающей нагрузки должно составлять не менее 10% предельного развиваемого прессом усилия. В момент разрушения образца стрелка манометра пресса остановится и пойдет обратно. Максимальное показание разрушающей нагрузки фиксируется контрольной стрелкой.

Для каждого материала проводят испытание не менее чем на трех образцах. За окончательный результат принимается среднее арифметическое результатов всех испытаний. После вычисления пределов прочности при сжатии образцов кубов и образцов цилиндров из природного камня их следует пересчитать и перевести к стандартному – кубу размером 150x150x150 мм. Для этого результаты испытаний умножают на масштабный коэффициент (Kм), указанный в таблице 2.

Читайте так же:
Пайка оптоволокна своими руками

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Преде́л про́чности — механическое напряжение σ B <displaystyle sigma _> , выше которого происходит разрушение материала. Иначе говоря, это пороговая величина, превышая которую механическое напряжение разрушит некое тело из конкретного материала. Следует различать статический и динамический пределы прочности. Также различают пределы прочности на сжатие и растяжение.

Содержание

Величины предела прочности [ править | править код ]

Статический предел прочности [ править | править код ]

Статический предел прочности, также часто называемый просто пределом прочности есть пороговая величина постоянного механического напряжения, превышая который постоянное механическое напряжение разрушит некое тело из конкретного материала. Согласно ГОСТ 1497-84 «Методы испытаний на растяжение», более корректным термином является временное сопротивление разрушению — напряжение, соответствующее наибольшему усилию, предшествующему разрыву образца при (статических) механических испытаниях. Термин происходит от представления, по которому материал может бесконечно долго выдержать любую статическую нагрузку, если она создаёт напряжения, меньшие статического предела прочности, то есть не превышающие временное сопротивление. При нагрузке, соответствующей временному сопротивлению (или даже превышающей её — в реальных и квазистатических испытаниях), материал разрушится (произойдет дробление испытываемого образца на несколько частей) спустя какой-то конечный промежуток времени (возможно, что и практически сразу, — то есть не дольше чем за 10 с).

Динамический предел прочности [ править | править код ]

Динамический предел прочности есть пороговая величина переменного механического напряжения (например при ударном воздействии), превышая которую переменное механическое напряжение разрушит тело из конкретного материала. В случае динамического воздействия на это тело время его нагружения часто не превышает нескольких секунд от начала нагружения до момента разрушения. В такой ситуации соответствующая характеристика называется также условно-мгновенным пределом прочности, или хрупко-кратковременным пределом прочности.

Предел прочности на сжатие [ править | править код ]

Предел прочности на сжатие есть пороговая величина постоянного (для статического предела прочности) или, соответственно, переменного (для динамического предела прочности) механического напряжения, превышая который механическое напряжение в результате (за конечный достаточно короткий промежуток времени) сожмет тело из конкретного материала — тело разрушится или неприемлемо деформируется.

Предел прочности на растяжение [ править | править код ]

Предел прочности на растяжение есть пороговая величина постоянного (для статического предела прочности) или, соответственно, переменного (для динамического предела прочности) механического напряжения, превышая который механическое напряжение в результате (за конечный достаточно короткий промежуток времени) разорвет тело из конкретного материала. (На практике, для детали какой либо конструкции достаточно и неприемлемого истончения детали.)

Другие прочностные параметры [ править | править код ]

Мерами прочности также могут быть предел текучести, предел пропорциональности, предел упругости, предел выносливости, предел прочности на сдвиг и др. так как для выхода конкретной детали из строя (приведения детали в негодное к использованию состояние) часто достаточно и чрезмерно большого изменения размеров детали. При этом деталь может и не разрушиться, а лишь только деформироваться. Эти показатели практически никогда не подразумеваются под термином «предел прочности».

Прочностные особенности некоторых материалов [ править | править код ]

Значения предельных напряжений (пределов прочности) на растяжение и на сжатие у многих материалов обычно различаются.

У композитов предел прочности на растяжение обычно больше предела прочности на сжатие. Для керамики (и других хрупких материалов) — наоборот, характерно многократное превышение пределом прочности на сжатие предела прочности на растяжение. Для металлов, металлических сплавов, многих пластиков, как правило, характерно равенство предела прочности на сжатие и пределу прочности на растяжение. В большей степени это связано не с физикой материалов, а с особенностями нагружения, схемами напряженного состояния при испытаниях и с возможностью пластической деформации перед разрушением.

Прочность твёрдых тел обусловлена в конечном счёте силами взаимодействия между атомами, составляющими тело. При увеличении расстояния между атомами они начинают притягиваться, причем на критическом расстоянии сила притяжения по абсолютной величине максимальна. Напряжение, отвечающее этой силе, называется теоретической прочностью на растяжение и составляет σтеор ≈ 0,1E, где E — модуль Юнга . Однако на практике наблюдается разрушение материалов значительно раньше, это объясняется неоднородностями структуры тела, из-за которых нагрузка распределяется неравномерно.

Некоторые значения прочности на растяжение σ 0 <displaystyle sigma _<0>> в МПа (1 кгс/мм² = 100 кгс/см² ≈ 10 МН/м² = 10 МПа) (1 МПа = 1 Н/мм² ≈ 10 кгс/см²) [1] :

Предел текучести при сжатии

ГОСТ 27034-86
(ИСО 4506-79)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СПЛАВЫ ТВЕРДЫЕ СПЕЧЕННЫЕ

Метод определения предела прочности и предела текучести при сжатии

Sintered hard metals. Method of compression and yield strength determination

Дата введения 1988-01-01

Читайте так же:
Самодельный мотоблок из бензопилы дружба

1. РАЗРАБОТАН Министерством цветной металлургии СССР

Н.А.Кудря, А.А.Залужный, В.И.Туманов, В.Ф.Очкасов, С.В.Романова

ВНЕСЕН Министром цветной металлургии СССР

Член Коллегии А.А.Голубев

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16 октября 1986 г. N 3112

Изменение N 1 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 6 от 21.10.94)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Казахстан

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. Ограничение срока действия снято по протоколу Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ (март 1998 г.) с Изменением N 1, утвержденным в марте 1995 г. (ИУС 6-95)

Настоящий стандарт устанавливает метод определения предела прочности и предела текучести при сжатии твердых спеченных сплавов.

Допускается проводить определение предела прочности и предела текучести при сжатии по ИСО 4506-79 (см. приложение).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Метод состоит в приложении к образцу, помещенному между двумя параллельно расположенными опорами, нагрузки в осевом направлении до достижения ожидаемой деформации или до разрушения образца.

2. ОБРАЗЦЫ

2.1. Для испытания применяют образцы двух типов — I и II.

2.2. Размеры образцов типа I приведены на черт.1 (25 координат с интервалами в 1 мм).

Торцовые и цилиндрические поверхности головок образцов должны быть литерованными. Другие поверхности образца шлифованию не подвергают.

2.3. Минимальный диаметр образца типа I измеряют с погрешностью не более 0,02 мм.

2.4. Образец типа II должен иметь цилиндрическую форму диаметром (8±0,3) мм и длиной (16±0,5) мм.

При изготовлении образцов удаляют поверхностный слой на глубину не менее 0,2 мм.

2.4.1. Торцовые и цилиндрическая поверхности образца должны быть шлифованными.

2.4.2. Шероховатость поверхности торцов образца должна быть не более 0,63 мкм.

Шероховатость цилиндрической поверхности образца должна быть не более 2,5 мкм.

2.4.3. Отклонение от параллельности торцов образца не должно превышать 0,5 мкм/мм.

Конусность образца не должна превышать 0,05 мм.

2.4.4. Длину и диаметр образца измеряют с погрешностью не более 0,01 мм.

Параллельность торцов образцов измеряют с погрешностью до 0,001 мм.

2.5. Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру для определения качества поверхности.

На поверхности образца не должно быть трещин или дефектов структуры.

3. АППАРАТУРА

3.1. Испытательная машина (пресс) для испытания на сжатие, обеспечивающая условия испытания:

максимальная нагрузка на образец должна быть достаточной для его разрушения;

скорость приложения нагрузки должна быть равномерной;

устройство для измерения нагрузки, необходимой для деформации, с погрешностью не более 1%.

3.2. Две точно центрированные и жестко закрепленные параллельно расположенные опоры из твердого сплава твердостью не менее 1600 HV (черт.2).

Контактные поверхности опор должны быть перпендикулярны к оси нагружения и параллельны друг другу.

Отклонение от параллельности между двумя опорами не должно превышать 0,5 мкм/мм.

3.3. Прокладки из алюминиевой или танталовой фольги толщиной (0,05±0,005) мм.

3.4. Экстензометры (калибры смещения зажимного типа) или тензодатчики проволочные по нормативно-технической документации.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Испытания проводят при температуре (293) К [(20) °C].

4.2. Образец для испытания помещают между двумя опорами. Между образцом и опорами устанавливают прокладки из алюминиевой или танталовой фольги.

К образцу прикладывают плавно увеличивающуюся без рывков нагрузку.

Скорость нагружения должна быть не более 8000 Н/с, что соответствует приблизительно 100 МПа/с.

4.3. Предел текучести при сжатии , например при остаточной деформации , определяют графическим методом в соответствии с черт.3.

4.3.1. На испытуемый образец, установленный между опорами машины и предварительно нагруженный, устанавливают экстензометр (тензодатчики). Затем образец нагружают и записывают диаграмму "нагрузка-деформация".

Примечание. Из-за малой длины испытуемой зоны и высокой твердости материала возникают затруднения, связанные с измерением изменения длины с помощью использования экстензометров. Поэтому рекомендуется измерять изменения длины с помощью проволочного тензодатчика. Для этой цели в центре зоны испытания образца прикрепляют к нему симметрично два или четыре датчика.

Рабочая длина датчиков не должна превышать 8 мм.

Полученные результаты представляют среднюю величину изменения длины зоны испытания образца.

4.3.2. На диаграмме (черт.3) откладывают на оси абсцисс отрезок , равный заданной остаточной деформации , и проводят из точки линию , параллельную , до пересечения ее с кривой "нагрузка-деформация" (точка ).

Ордината точки соответствует нагрузке , используемой для определения предела текучести (например, ).

В случае трудности определения направления по диаграмме эту линию проводят на основании известного значения модуля

4.4. Определяют предел прочности при сжатии:

испытуемый образец нагружают, как указано в п.4.2, до разрушения.

Наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца, соответствует нагрузке , используемой для вычисления предела прочности при сжатии .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector