Материал: Тема Механические свойства и их характеристики

Практическое задание № 2

1. 
   Преобразовать исходную диаграмму в диаграмму с относительными координатами «напряжение  – относительная деформация ».
   
2. 
   По полученной диаграмме «напряжение – деформация» определить механические характеристики упругости материала: E – модуль нормальной упругости; – предел пропорциональности; ( ) – предел упругости (предел пропорциональности можно отнести и к прочностным характеристикам).
   
3. 
   По полученной диаграмме «напряжение – деформация» определить механические характеристики прочности материала: или – предел текучести физический или условный, – предел прочности (временное сопротивление).
   
4. 
   По полученной диаграмме «напряжение – деформация» определить механические характеристики пластичности материала: % – относительное удлинение.
   
5. 
   По полученной диаграмме «напряжение – деформация» определить модуль пластичности D, характеризующий способность материала дополнительно упрочняться за счет пластической деформации.
   

Вариант 1 (сплав АМг3)

Нагрузка, кН

Удлинение, мм

1. 
   Чтобы преобразовать диаграмму «F–» в диаграмму «–» необходимо для ряда точек на первичной кривой провести расчет значений  и ε. Для этого данные по усилию «F» разделить на площадь исходного поперечного сечения образца (S = 45 мм²), а по удлинению «» – разделить на исходную длину (l₀ = 80 мм):
   

2. 
   Необходимо учитывать, что при расчете  необходимо использовать единую систему единиц измерения. Поэтому S, равную 45 мм², нужно перевести в м² и выразить единицы измерения для напряжений в МПа. σ = F(кН) / S(м²) = … (МПа).
   
3. 
   Полученные данные занести в таблицу.
   
4. 
   Строго в масштабе построить кривую в координатах «–». По оси абсцисс располагать значения «». Масштаб выбрать таким, чтобы диаграмма была подробной и заполняла весь лист.
   
5. 
   Модуль нормальной упругости рассчитать по первой точке.
   
6. 
   Предел пропорциональности выбрать как максимальное значение напряжения, до которого сохраняется закон Гука.
   
7. 
   Если на диаграмме растяжения присутствует площадка текучести, то определяется физический предел текучести – наименьшее напряжение на площадке текучести.
   
8. 
   При отсутствии площадки текучести определяют условный предел текучести .
   

   	Для этого из начала координат O по оси деформации откладывается отрезок OE, соответствующий величине деформации 0,2 %, или 0,002 относительной единицы деформации (рис. 1). Из точки E проводят прямую EP, параллельную OA. Точка пересечения прямой EP с диаграммой соответствует напряжению условного предела текучести.
   Рис. 1. К определению величины условного предела текучести

9. 
   Предел упругости определяют аналогично условному пределу текучести. Разница только в величине остаточной деформации – 0,05 %, или 0,0005 отн. ед. (отрезок ОЕ).
   
10. 
    Предел прочности, или временное сопротивление разрыву, – напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца.
    
11. 
    Относительное удлинение после разрыва представляет собой отношение приращения расчетной длины образца к его первоначальной длине, выраженное в процентах: .
    

12. 
    Определить величину модуля пластичности можно, упростив диаграмму растяжения. Соедините предел текучести и предел прочности на кривой растяжения. Тангенс угла наклона прямой АВ пропорционален модулю пластичности: D tg . Расчет проводят по формуле .
    

Рис.2. К определению модуля пластичности

Бланк выполнения задания № 2

1. 
   Исходные данные: ______.
   
2. 
   Таблица значений σ и ε.
   

3. 
   Диаграмма растяжения «напряжение – деформация» (рисунок).
   

4. 
   Механические характеристики сплава, определяемые по диаграмме растяжения:
   

• 
  модуль нормальной упругости E = 0,71*10^-5;
  
• 
  предел пропорциональности = _90;
  
• 
  предел упругости = 110;
  
• 
  предел текучести физический или условный = ______ или = 127;
  
• 
  предел прочности (временное сопротивление) = 240;
  
• 
  относительное удлинение % =19,5%
  
• 
  модуль пластичности D = 675
  

Практическое задание № 3