Механические свойства металлических материалов при сжатии

Лабораторная работа № 2 Механические свойства металлических материалов при сжатии

Порядок выполнения работы:

1. Проверить работу привода, для чего следует нажать кнопку “ВВЕРХ”. Привод должен заработать, индикатор перемещения будет показывать ход траверсы. Нажатием кнопки “+” увеличить скорость до максимальной, затем нажатием кнопки “-” уменьшить скорость до минимальной, затем нажать кнопку “СТОП”. Обратить внимание на автоматическую остановку привода до достижения крайних положений траверсы.

2. Установить предельное усилие для данного опыта, для чего кнопками установки “+” или “-” выбрать нужное значение.

         3. Поместить образец в захваты, проверить надежность их защелкивания.

4. Обнулить показания индикатора перемещения, нажав кнопку “СБРОС”, затем установить необходимую скорость перемещения траверсы.

         5. Включить режим перемещения траверсы кнопкой “ВНИЗ”.

         6. Извлечь деформированный образец из захвата КСИМ-40.

         7. Сохранить полученные диаграммы сжатия на компьютере.

Рекомендуемые материалы

         8. Проделать те же операции для образцов из других материалов. Зарисовать полученные диаграммы сжатия, результаты испытаний занести в таблицу 2.1.

         Цель работы: ознакомиться с особенностями механических испытаний при сжатии и изучить особенности поведения металлов при сжатии.

2.1 Испытания на сжатие

Испытания на сжатие (ГОСТ 8817-73) дают представление о пригодности материалов к холодной или горячей деформации. Они проводятся по схеме одноосного сжатия и характеризуются большим значением коэффициента мягкости () по сравнению с растяжением (). Поэтому испытания на сжатие применяются для оценки механических свойств относительно хрупких материалов, в частности чугун, силуминов, керамик, интерметаллидов.

При малых деформациях сжатие можно рассматривать как растяжение с обратным знаком, поэтому расчет характеристик механических свойств проводится аналогичным образом, только в место удлинения и сужения используются укорочение ε и уширение φ:

                                                                                                   (10)

где  и  – исходная и конечная высота образца соответственно.

                                                                                                  (11)

где ,  – площадь  поперечного  сечения  образца  до  и  после  осадки соответственно.

При больших деформациях характеристики прочностных свойств, определяемые при сжатии и растяжении, могут отличаться друг от друга в несколько раз. Это связано с наличием трения по опорным поверхностям образца, образец приобретает бочкообразную форму, а схема напряженного состояния становится неоднородной (рис. 2.1), хотя на практике этот момент при расчете механических свойств, как правило, не учитывается. Для уменьшения сил трения используются разнообразные смазки и изготавливаются образцы специальной формы (рис. 2.2).

Рисунок 2.1 – Схема испытания образцов на сжатие

         Методика определения прочностных свойств по диаграммам сжатия полностью идентична методике, используемой при растяжении. Соотношение между высотой образца и его диаметром для сталей равняется 2:1, для цветных металлов 1,5:1 (h=2d или h=1,5d). Испытания на осадку применяются для выявления поверхностных дефектов в образцах, а также газовых пузырей, трещин или надрывов, поскольку при сжатии они раскатываются и легко обнаруживаются.

Рисунок 2.2 – Формы образцов

Таблица 2.1 – Результаты испытаний образцов на прочность при сжатии

2.4 Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Общие сведения об испытаниях на сжатие.

3. Определение характеристик прочности и пластичности при сжатии.

4. Таблица проведенных испытаний.

5. Диаграмма сжатия.

6. Вывод.

Контрольные вопросы:

1. Чем отличаются испытания на сжатие от испытаний на растяжение?

2. При каких условиях сжатие можно рассматривать как растяжение с обратным знаком?

3. Почему возникает бочкообразная форма образцов?

4. Что делают для уменьшения сил трения при испытаниях на сжатие?

         Рекомендуемая литература

1. Золотаревский В.С. Механические свойства металлов. – М.: Металлургия, 1998. – 306 с.

2. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. – М.: Металлургия, 1979. – 496 с.

3. Жуковец Н.И. Механические свойства металлов. – М.: Высшая школа, 1986. – 312 с.

4. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Механические свойства материалов». Шарая О.А., Куликов В.Ю., Шарый В.И., Атамбаев Ж.Н., КарГТУ, 2005 г.

Контрольные задания для СРС [1, 2, 12]

Рекомендуем посмотреть лекцию "74 Социометрические методы исследования".

1. Диаграмма сжатия.

2. Характерные точки на диаграмме сжатия.

3. Образцы и машины для испытаний на сжатие.

4. Методика проведения испытаний на сжатие.

5.Схемы разрушения образцов при сжатии.

6. Истинное напряжение при сжатии.