Отчет по лабораторной работе




«Оценка трещиностойкости (вязкости разрушения) материалов при статическом нагружении»

Цель работы: ознакомление с методикой проведения испытаний по оценке трещиностойкости материалов; определение характеристик трещиностойкости углеродистой стали при статическом нагружении.

С увеличением времени эксплуатации деталей дефекты структуры мате­риала (дислокации, вакансии, микропоры, микротрещины) и концентраторы напряжений (резьбы, отверстия, шпоночные и шлицевые пазы, острые галте­ли) служат причиной образования макротрещин. При достижении макротре­щинами критических размеров элементы конструкций (ЭК), например: маги­стральные трубопроводы, кузнечные штампы, сварные сосуды давления, кор­пуса судов, которые изготовлены из пластичных материалов, могут разрушаться без заметных остаточных деформаций. Способность материалов сопротивляться развитию трещин при механических и других воздействиях называется трещиностойкостью. Наиболее распространенной характеристи­кой трещиностойкости является силовой критерий — критический коэффици­ент интенсивности напряжений (КИН) К\с, МПа л/м, определяемый для тре­щины нормального отрыва (тип 1). Значения К зависят от материала, его термообработки, формы и размеров образцов, вида нагружения, типа и разме­ров трещин, температуры испытаний и других факторов. Испытания на тре­щиностойкость носят сравнительный характер. Чем выше значения К\с, тем при прочих одинаковых условиях материал более трещиностойкий.

Постановка работы. На испытательной машине У Г-20 проведены испы­тания компактного (/ - 20 мм; b = 2/; 1/Ь = 0,45...0,55) и плоского (/ = 10 мм; b — 1л\ L — 8/; 1/Ь — 0,45...0,55) образцов из углеродистой стали (рис. 7.13, 7.14) соответственно на внецентренное растяжение 1 и трехто­чечный изгиб 2 с записью диаграмм раскрытия трещин P — v.

 

Требуется: определить характеристики трещиностойкости углеродистой стали для компактного . и плоского образцов.

1. Представляем эскизы образцов для испытаний.

2. Устанавливаем поочередно компактный и плоский образцы в захваты машины УГ-20 и проводим испытания с автоматической записью на бумаге кривых раскрытия трещин (рис. 7.15).

3. Выполняем обработку записанных кривых: проводим горизонтальную ось и, соответствующую нулевой нагрузке; из точки 0 пересечения оси и и прямолинейного участка кривой раскрытия трещины проводим ось нагру­зок Р. Зная масштабы нагрузок \ir = 0,200 кН/мм и деформаций ц0 = 0,02 мм/мм, наносим сетку (рис. 7.15), указываем величины нагрузки и получаем диаграммы раскрытия трещин Р, кН, - мм, для компактного / и плоского 2 образцов (рис. 7.15).

4. Измеряя значения /|, /*, /3 (рис. 7.15) разрушенных образцов / и 2, по­лучаем: для компактного образца / = £///3=* 20,0 мм, 1/Ь~ 20/40 = 0,5; для плоского образца / = £/,/3 = 10,0 мм, 1/Ь- 10/20 = 0,5.

5. По диаграмме Р - о определяем критические нагрузки. Для этого в со­ответствии с ГОСТ 25.506-85 проводим прямые 0QK и 0Q„ (рис. 7.15), тан­генсы углов наклона которых на 5 % меньше, чем у прямолинейных участ­ков диаграмм P-v, и получаем: для компактного образца ; для плоского образца

6. Вычисляем характеристику трещиностойкости (вязкости разрушения) углеродистой стали - критический коэффициент интенсивности напряжений:

• при испытании компактного образца на внецентренное растяжение

• при испытании плоского образца на трехточечный изгиб

 

Характерно, что для одного и того же материала значение при изгибе выше, чем при внецентренном растяжении. Здесь прослеживается аналогия со статической и циклической прочностью: чем выше градиент номинальных напряжений по сечению образца, тем выше характеристики прочности и трещиностойкости материала.

Выводы:

1. Изучена методика оценки трещиностойкости материалов при статиче­ском нагружении.

2. Определены характеристики трещиностойкости (критические коэф­фициенты интенсивности напряжений) углеродистой стали при внецен­тренном растяжении и трехточечном изгибе.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: