Испытание стали, чугуна и дерева на сжатие.
Цель работы
Исследовать поведение материала при сжатии, определить механические характеристики.
2. ОБОРУДОВАНИЕ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, ИСПЫТУЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ
Испытание на сжатие проводится на универсальной испытательной гидравлической машине модели ГМС-50, создающей наибольшее усилие – 50 тонн.
1 – образец
2 – предметный столик
3 – подвижная траверса
4 – электродвигатель
5 – трубопровод
6 – рабочий цилиндр
7 – неподвижная траверса
8 – поршень
9 – шаровая опора
10 – поперечина
11 – тяга
12 – цилиндр силоизмерит.
13 – трубопровод
14 – поршень
15 – рамка
16 – тяга
17 – рычаг
18 – рейка
19 – стрелка
20 – шкала
21 – диаграммный барабан
22 – нить
23 – электродвигатель
Теоретическая часть
Испытания на сжатие - основные при определении механических характеристик хрупких материалов. Испытания на сжатие имеют свои особенности: в процессе испытаний пластичные материалы сжимаются не разрушаясь, а хрупкие разрушаются; прочностные характеристики при испытаниях на сжатие зависят от отношения высоты образца к его диаметру; на результаты влияют условия трения по торцам образца.
Пластичные материалы.
Пластичные материалы не удается разрушить при сжатии.В начале диаграммы наблюдается пропорциональная зависимость между деформацией и нагрузкой. В процессе дальнейшего нагружения отмечается значительный рост деформаций, то есть наблюдается площадка текучести. Отношение нагрузки, соответствующей началу текучести к первоначальной площади поперечного сечения образца называется пределом текучести.
Хрупкие материалы.
При сжатии чугунного образца наблюдается нелинейная зависимость между силой и деформацией. Диаграмма F-Dh представляет собой линию малой кривизны. Поэтому в практических расчетах считают, что материал подчиняется закону Гука. Отношение разрушающей нагрузки к первоначальной площади поперечного сечения образца называют пределом прочности..
Анизотропные материалы.
Некоторые материалы обладают различными свойствами в различных направлениях. Такие материалы называют анизотропными. Диаграмма сжатия деревянного образца вдоль волокон внешне похожа на диаграмму сжатия хрупкого материала. При достижении наибольшей нагрузки материал разрушается. Предел прочности определяется как отношение наибольшей нагрузки к первоначальной площади поперечного сечения. Диаграмма сжатия образца поперек волокон напоминает диаграмму пластичного материала. Момент потери несущей способности уловить не представляется возможным. Поэтому за разрушающую силу принимается сила, при действии которой уплотнение образца по высоте достигает 1/3 первоначальной высоты, то есть Dh=h/3.Прочность образца в первом случае в 7-10 раз выше. Коэффициент анизотропии К характеризует различие механических свойств вдоль и поперек волокон.
ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Произвести обмер образцов и результаты занести в таблицу.
| Материал | Размеры образца, площадь | Эскиз образца | |
| до опыта | после опыта | ||
| сталь | h= d= Ао= | ||
| чугун | h= d= Ао= | ||
| дерево вдоль волокон | h= d= Ао= | ||
| дерево поперек волокон | h= d= Ао= |
Для стали определяем предел текучести
Для чугуна определяем предел прочности
Для дерева вдоль волокон определяем предел прочности
Для дерева поперек волокон определяем предел прочности
Определяем коэффициент анизотропии
Выводы
Работу выполнил
Работу принял