|
РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
По дисциплине: _Материаловедение._Технология_конструкционных_материалов_
_______________________________________________________________________
На тему ________________________________________________________________
(наименование темы)
_______________________________________________________________________
Отметка о зачете______________________________ ________________
(дата)
Руководитель практикума ____________ ____________ ____Е.В._Дьякова__
(должность) (подпись) (и., о., фамилия)
Архангельск
ЛИСТ ЗАМЕЧАНИЙ
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1…………………………………………….
2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2…………………………………………….
3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3…………………………………………….
4 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАРТОНА ЛАЙНЕР АЦБК 2004г. И 2005г........................................................................................... ..
5 МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ.............................................................. .
6 ЗАДАЧА.................................................................................................................... .
7 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………
1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Испытание материалов на растяжение.
Цель работы — получить информацию о механических свойствах материала.
1.1 Оборудование.
Лабораторный испытательный комплекс ,включающий вертикальную разрывную машину ИП 5158-0,5Б и ПЭВМ.
1.2 Подготовка к испытанию.
Для испытаний нарезают образцы шириной (15±0,1) мм. Испытывают 5 образцов во взаимно перпендикулярных направлениях (для целлюлозно-волокнистых материалов машинное и поперечное направление). Предварительно измерить толщину образца в трех точках.
1.3 Проведение испытания.
1. Включить разрывную машину, запустить программу KOMPLEX;
2. Ввести данные, создать файл для записи данных;
3. Вставить образец в зажимы разрывной машины;
4. Нажать кнопку «ИСП» на клавиатуре разрывной машины;
5. Проверить правильность испытаний: произошло ли разрушение образца на части так, чтобы линия разрыва была расположена на расстоянии более 10 мм от зажимов;
6. На ЭВМ нажать кнопку «ИСПЫТАТЬ».Появится окно «Передайте данные»;
7. Передать данные с разрывной машины на ЭВМ кнопкой «8», затем « »;
8. На ЭВМ в окне «Испытание образца №1» просмотреть данные по испытанному образцу и нажать кнопку «ОК». В главном окне появится график «нагрузка-удлинение» (P - ∆l) для испытанного образца;
9. Сохранить данные в файле, для чего в главном окне программы на ЭВМ нажать кнопку «ЗАПИСАТЬ»;
10. Для расчетов разрывной длины часть образца, участвующая в испытании, взвешивается, масса образца (мг), заносится в окно.
Таблица 1 – Измеренная толщина для двух направлений
№ образца
| Толщина δ, мм
| Машинное направление
| Поперечное направление
| δ 1
| δ 2
| δ 3
| δ сред
| δ 1
| δ 2
| δ 3
| δ сред
|
| 247,0
| 268,0
| 231,0
| 248,7
| 224,0
| 246,0
| 227,0
| 232,3
|
| 213,0
| 227,0
| 226,0
| 222,0
| 226,0
| 227,0
| 229,0
| 227,3
|
| 223,0
| 230,0
| 231,0
| 228,0
| 218,0
| 226,0
| 277,0
| 240,3
|
| 232,0
| 234,0
| 232,0
| 232,7
| 244,0
| 238,0
| 226,0
| 236,0
|
| 233,0
| 227,0
| 229,0
| 229,7
| 237,0
| 210,0
| 232,0
| 259,7
|
| 246,0
| 239,0
| 243,0
| 242,7
| 229,0
| 233,0
| 231,0
| 231,0
|
| 231,0
| 234,0
| 232,0
| 232,7
| 236,0
| 233,0
| 229,0
| 232,7
|
Расчетные данные прилагаются.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Испытание материалов на изгиб.
Цель работы: измерить силу, приложенную к свободному концу консольно закреплённого образца на постоянном расстоянии от линии закрепления, изгибающую его на определённый угол.
Оборудование для испытаний.
Прибор Бюхеля 116-BD – предназначен для исследования эластичных материалов, металлических листовых материалов, а также тел, имеющих в сечении круг при максимальной нагрузке не более 1000 кН.
Подготовка к испытанию.
Вырезают образцы в двух взаимно перпендикулярных направлениях шириной (38,0+0,2) мм и длиной 90 мм. Количество образцов одной серии – 5 шт. Измеряют толщину образцов в двух точках по двум направлениям. Результаты измерений заносят в таблицу 1.
Таблица 1 – Толщина образцов
Машинное направление
| Поперечное направление
| δ1
| δ2
| δср
| δ1
| δ2
| δср
| | | | | | | 219,0
| 238,0
| 228,5
| 259,0
| 266,0
| 262,5
| 227,0
| 238,0
| 232,5
| 217,0
| 228,0
| 222,5
| 229,0
| 224,0
| 226,5
| 222,0
| 227,0
| 224,5
| 223,0
| 241,0
| 232,0
| 224,0
| 229,0
| 226,5
| 222,0
| 236,0
| 229,0
| 214,0
| 217,0
| 215,5
|
Расчётные данные прилагаются.
3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
Определение вязкости разрушения
3.1 Аппаратура для проведения испытания
Разрывная машина, снабжённая зажимами, позволяющими испытывать образцы шириной 15 и 50 мм.
Пластины, предотвращающие изгиб образца, сохраняют плоскую поверхность надрезанных испытуемых образцов в процессе испытания. Пластины имеют две параллельные и гладкие поверхности с низким трением и охватывают длину 30 мм и всю ширину в центре испытуемого образца.
Компьютер –– используется для выполнения расчетов.
3.2 Подготовка к проведению испытания.
Для определения трещиностойкости бумаги и картона, проводятся две серии испытаний на растяжение с постоянной скоростью на разрывной машине ИП5158-0,5Б (см. выше) при скорости растяжения 100 мм/мин, и расстоянии между зажимами разрывной машины 100 мм. В первой серии испытываются образцы, шириной 15 мм, во второй - образцы, шириной 50 мм, с надрезом в центре, длиной 20 мм перпендикулярно продольной оси образца. Данные, полученные при этих испытаниях, записываются в файлы, которые используются при проведении расчетов на трещиностойкость. Расчеты производятся на компьютере по специально разработанной программе J-INTEGRAL. По результатам испытаний устанавливается связь между величиной j-интеграла и удлинением. По экспериментальным данным испытаний на трещиностойкость определяется критическое удлинение. По значению критического удлинения определяется критическая величина j-интеграла, которая является характеристикой трещиностойкости.
3.3 Проведение испытания
Испытание на растяжение. Целью испытания на растяжение является построение типичной средней кривой нагрузка-удлинение, по которой рассчитываются параметры материала. Испытываются образцы материала, шириной 15 мм, вырезанные в машинном (MD) и поперечном машинному (CD) направлениях, или из лабораторных отливок.
Испытание на трещиностойкость. Перед испытанием на образец с надрезом устанавливают пластины, предотвращающие изгиб образца. Испытания проводят до получения не менее 5 удовлетворительно сходящихся результатов для образцов в машинном (MD), в поперечном машинному (CD) направлениях.
Расчетные данные прилагаются.
1 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАРТОНА ЛАЙНЕР АЦБК 2004г. И 2005г.
1.1 Задание
а) рассчитать основные структурно-размерные характеристики исследуемых материалов;
б) преобразовать кривую зависимости Р – Δl в интегральную зависимость σ – ε;
в) исходя из кривых зависимости σ – ε рассчитать деформационные и прочностные характеристики исследуемых материалов;
г) произвести статистическую обработку результатов вычисления;
д) дать сравнительную характеристику исследуемых материалов.
1.2 Преобразование диаграмм Р – Δl в интегральную зависимость σ – ε
Исходные данные для расчета:
а) материал:
Картон лайнер, масса 150 г/м2, направление испытания – машинное, АЦБК 2004г.;
Картон лайнер, масса 150 г/м2, направление испытания – машинное, АЦБК 2004г.;
б) размер образцов: ширина (b) 15 мм; активная длина (l0) 100 мм.
в) структурно-размерные показатели образцов (таблица 6)
1.3 Расчет для бумаги обоих производителей.
Таблица 1 – Структурно-размерные характеристики образцов (АЦБК 2004г.)
Материал
| № образца
| Толщина δ, мкм
| Масса(m), мг
| Картон лайнер
|
| 225,0
| 195,0
|
| 224,0
| 198,0
|
| 223,0
| 201,0
|
| 225,0
| 197,0
|
| 224,0
| 199,0
| Среднее значение
величины
| 224,2
| 198,0
|
Таблица 2 - Структурно-размерные характеристики образцов (АЦБК 2005г.)
Материал
| № образца
| Толщина δ, мкм
| Масса(m), мг
| Картон лайнер
|
| 221,0
| 202,0
|
| 223,0
| 198,0
|
| 223,0
| 199,0
|
| 225,0
| 197,0
|
| 222,0
| 200,0
| Среднее значение
величины
| 222,8
| 199,2
|
4) результаты испытания на растяжение (таблицы 3 – 4)
Таблица 3 - Значения нагрузки Р и удлинения Δl (АЦБК 2004г.)
Обра-
зец
| Хара-ктери-стика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| P, Н
| 0,00
| 12,84
| 20,60
| 27,91
| 38,64
| 45,92
| 53,73
| 60,43
| 66,40
| 69,99
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 1,91
|
| P, Н
| 0,00
| 11,69
| 18,63
| 25,23
| 34,99
| 41,68
| 48,83
| 55,00
| 60,48
| 64,49
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,23
|
| P, Н
| 0,00
| 12,25
| 19,58
| 26,48
| 36,57
| 43,45
| 50,82
| 57,22
| 62,87
| 65,34
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 1,86
|
| P, Н
| 0,00
| 12,53
| 20,23
| 27,52
| 38,35
| 45,73
| 53,64
| 60,54
| 66,65
| 72,37
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,00
|
| P, Н
| 0,00
| 13,40
| 18,84
| 29,17
| 40,37
| 47,95
| 55,99
| 62,93
| 69,12
| 79,55
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,25
|
Таблица 4 - Значения нагрузки Р и удлинения Δl (АЦБК 2005г.)
Обра-
зец
| Хара-ктери-стика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| P, Н
| 0,00
| 11,04
| 21,96
| 31,48
| 39,47
| 46,17
| 51,94
| 56,99
| 61,85
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,05
|
| P, Н
| 0,00
| 11,02
| 21,83
| 31,11
| 38,73
| 45,06
| 50,47
| 55,25
| 60,38
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,00
|
| P, Н
| 0,00
| 11,73
| 23,64
| 34,33
| 43,37
| 51,06
| 57,78
| 63,79
| 67,09
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 1,96
|
| P, Н
| 0,00
| 11,86
| 23,52
| 33,64
| 42,09
| 49,22
| 55,38
| 60,88
| 64,58
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 1,93
|
| P, Н
| 0,00
| 11,62
| 23,00
| 32,91,
| 41,15
| 48,01
| 53,87
| 59,06
| 64,37
| Δl, мм
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,05
|
Для преобразования индикаторной диаграммы Р – Δl в интегральную зависимость σ – ε используют следующие уравнения:
; (7)
%, (8)
где σ – напряжение, Па
ε – деформация, %
Рi – текущая нагрузка, Н;
δср– средняя толщина образца, м;
b – ширина образца, м;
Δli – текущее удлинение образца, мм;
l0 – длина образца до испытания, мм.
Результаты расчета сводят в табл. 5-6, по полученным данным строят графики (рисунки 1, 2)
Таблица 5 – Текущие значения напряжений и деформаций для картона лайнер 2004г.
Номер образца
| Харак- теристика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,82
| 6,13
| 8,30
| 11,49
| 13,65
| 15,98
| 17,97
| 19,74
| 20,81
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 1,91
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,48
| 5,54
| 7,50
| 10,40
| 12,39
| 14,52
| 16,35
| 17,98
| 19,18
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,23
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,64
| 5,82
| 7,87
| 10,87
| 12,92
| 15,11
| 17,01
| 18,69
| 19,43
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 1,86
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,73
| 6,02
| 8,18
| 11,40
| 13,60
| 15,95
| 18,00
| 18,69
| 21,52
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,00
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,98
| 5,60
| 8,67
| 12,00
| 14,26
| 16,65
| 18,71
| 20,55
| 23,65
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,25
|
Далее строим график зависимости «напряжение – деформация» для 5 параллельных определений серии образцов материала
Рисунок 1 – Зависимость «напряжение – деформация» для 5 параллельных
определений серии образцов материала (АЦБК 2004г.)
Аналогичные действия проводим также относительно картона лайнер 2005г.
Таблица 6 - Текущие значения напряжения и деформации для картона лайнер 2005г.
Номер образца
| Харак- теристика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,30
| 6,57
| 9,42
| 11,81
| 13,82
| 15,54
| 17,05
| 18,51
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,05
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,30
| 6,53
| 9,31
| 11,59
| 13,48
| 15,10
| 16,53
| 18,07
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,00
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,51
| 7,07
| 10,27
| 12,98
| 15,28
| 17,29
| 19,09
| 20,07
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 1,96
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,55
| 7,04
| 10,07
| 12,59
| 14,73
| 16,57
| 18,22
| 19,32
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 1,93
|
| σ, МПа
| 0,00
| 3,48
| 6,88
| 9,85
| 12,31
| 14,37
| 16,12
| 17,67
| 19,26
| ε, %
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
| 2,05
|
Рисунок 2 – Зависимость «напряжение – деформация» для 5 параллельных определений серии образцов материала (АЦБК 2005г.)
Далее выполним статистическую обработку полученных результатов. В данном случае задачами статистической обработки являются:
расчет и построение средней кривой зависимости σ – ε;
обработка средней кривой и расчет средних значений характеристик деформации и прочности в ключевых точках кривой;
расчет таких статистических показателей, как среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации.
Расчет средней кривойначинают с перевода абсолютных величин текущих значений напряжений и деформаций в относительные.
Величины разрушающего напряжения и деформации принимают за 100 %. После чего абсолютные значения текущих характеристик, представленных в табл.4-5, пересчитывают в относительные по уравнениям:
σiотн ; (9)
εiотн , (10)
где σр, εр- разрушающее напряжение и деформация соответственно;
σi, εi - текущее напряжение и деформация соответственно.
В результате таких расчетов получают ряд относительных значений длякаждого образца, которые для удобства сводят в таблицы 7-8.
Таблица 7 – Относительные величины текущих значений кривой σ–ε для материала (АЦБК 2004г.)
Номер образца
| харак- терис-тика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| σотн
| 0,000
| 0,183
| 0,294
| 0,399
| 0,552
| 0,656
| 0,768
| 0,863
| 0,949
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,131
| 0,209
| 0,288
| 0,419
| 0,524
| 0,654
| 0,785
| 0,916
| 1,000
|
| σотн
| 0,000
| 0,181
| 0,289
| 0,391
| 0,543
| 0,646
| 0,757
| 0,853
| 0,938
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,112
| 0,179
| 0,247
| 0,359
| 0,448
| 0,561
| 0,673
| 0,785
| 1,000
|
| σотн
| 0,000
| 0,187
| 0,300
| 0,405
| 0,560
| 0,665
| 0,778
| 0,876
| 0,962
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,134
| 0,215
| 0,296
| 0,430
| 0,538
| 0,672
| 0,806
| 0,941
| 1,000
|
| σотн
| 0,000
| 0,173
| 0,280
| 0,380
| 0,530
| 0,632
| 0,741
| 0,837
| 0,869
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,125
| 0,200
| 0,275
| 0,400
| 0,500
| 0,625
| 0,750
| 0,875
| 1,000
|
| σотн
| 0,000
| 0,168
| 0,237
| 0,367
| 0,507
| 0,603
| 0,704
| 0,791
| 0,869
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,111
| 0,178
| 0,244
| 0,356
| 0,444
| 0,556
| 0,667
| 0,778
| 1,000
|
Таблица 8 – Относительные величины текущих значений кривой σ–ε для материала(АЦБК 2005г.)
Номер образца
| харак- теристика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| σотн
| 0,000
| 0,178
| 0,355
| 0,509
| 0,638
| 0,746
| 0,840
| 0,921
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,122
| 0,244
| 0,366
| 0,488
| 0,610
| 0,732
| 0,854
| 1,000
|
| σотн
| 0,000
| 0,183
| 0,362
| 0,515
| 0,641
| 0,746
| 0,836
| 0,915
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,125
| 0,250
| 0,375
| 0,500
| 0,625
| 0,750
| 0,875
| 1,000
|
| σотн
| 0,000
| 0,175
| 0,352
| 0,512
| 0,646
| 0,761
| 0,861
| 0,951
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,128
| 0,255
| 0,383
| 0,510
| 0,638
| 0,765
| 0,893
| 1,000
|
| σотн
| 0,000
| 0,184
| 0,364
| 0,521
| 0,652
| 0,762
| 0,858
| 0,943
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,130
| 0,259
| 0,389
| 0,518
| 0,648
| 0,777
| 0,907
| 1,000
|
| σотн
| 0,000
| 0,181
| 0,357
| 0,511
| 0,639
| 0,746
| 0,837
| 0,918
| 1,000
| εотн
| 0,000
| 0,122
| 0,244
| 0,366
| 0,488
| 0,610
| 0,732
| 0,854
| 1,000
|
Следующий шаг – усреднение относительных текущих значений в каждой точке. Это дает ряд относительных текущих значений, характеризующих среднюю кривую (таблицы 9-10).
Таблица 9 – Усредненные относительные величины текущих значений материала(АЦБК 2004г.)
Характе-ристика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| σср.отн
| 0,000
| 0,179
| 0,280
| 0,388
| 0,538
| 0,640
| 0,750
| 0,844
| 0,917
| 1,000
| εср.отн
| 0,000
| 0,123
| 0,196
| 0,270
| 0,393
| 0,491
| 0,614
| 0,736
| 0,859
| 1,000
|
Таблица 10 – Усредненные относительные величины текущих значений материала(АЦБК 2005г.)
Характе-ристика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| σср.отн
| 0,000
| 0,180
| 0,358
| 0,514
| 0,643
| 0,752
| 0,846
| 0,929
| 1,000
| εср.отн
| 0,000
| 0,125
| 0,250
| 0,376
| 0,501
| 0,626
| 0,751
| 0,876
| 1,000
|
Разрушающие значения напряжения и деформации усредняют по абсолютным значениям. Таким образом, для исследуемого картона лайнер 2004г. имеем:
σср.разр.=20,95 МПа;
εср.разр=2,05%.
Для 2005г.:
σср.разр.=19,05 МПа;
εср.разр=2,00%.
Далее производят пересчет относительных значений в абсолютные:
σср.= σср.отн· σср.разр (11)
εср.= εср.отн· εср.разр (12)
По полученным данным (таблицы 11-12) строят среднюю кривую σ-ε (рисунки 3–4)
Таблица 11 – Расчетные значения средних кривых σ – ε (АЦБК 2004г.)
Характери-
стика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| σср
| 0,00
| 3,74
| 5,85
| 8,13
| 11,26
| 13,40
| 15,68
| 17,65
| 19,19
| 20,92
| εср
| 0,00
| 0,25
| 0,40
| 0,55
| 0,80
| 1,01
| 1,26
| 1,51
| 1,76
| 2,05
|
Таблица 12 – Расчетные значения средних кривых σ – ε (АЦБК 2005г.)
Характери-
стика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| σср
| 0,00
| 0,00
| 3,43
| 6,82
| 9,78
| 12,25
| 14,33
| 16,12
| 17,70
| εср
| 0,00
| 0,00
| 0,25
| 0,50
| 0,75
| 1,00
| 1,25
| 1,50
| 1,75
|
Обработка зависимости σ – ε и расчет деформационных и прочностных характеристик
Обработку кривой проводят по следующему алгоритму:
Построить касательную к первоначальному прямолинейному участку кривой.
Отметить т. 1, где касательная линия и кривая зависимости σ – ε начинают расходится.
Построить касательную к конечному прямолинейному участку кривой и отметить т. В, где касательная линия и кривая зависимости σ – ε начинают расходится.
Из точек 1 и В опустить перпендикуляры на ось Х и выделить три зоны деформирования материала.
Рисунок 3 – Обработка средней кривой материала №1(АЦБК 2004г.)
I – упругая зона; II – замедленно-упругая зона; III – зона предразрушения; Э – точка, усреднено характеризующая замедленно-упругую зону; П – точка, характеризующая появление пластической деформации
Рисунок 4 – Обработка средней кривой материала №2(АЦБК 2005г.)
I – упругая зона; II – замедленно-упругая зона; III – зона предразрушения; Э – точка, усреднено характеризующая замедленно-упругую зону; П – точка, характеризующая появление пластической деформации
Из точки пересечения касательных опустить перпендикуляры на кривую по осям Х и Y, отметив на кривой соответствующие точки Э и П.
В результате обработки средней кривой появляется возможность оценить все основные характеристики упругости и прочности материала в разных зонах деформации. Однако ограничимся только некоторыми из них: рассчитаем разрывную длину материала L и модуль упругости в зоне упругих деформаций Е1:
; (13)
где Р – усредненная разрушающая нагрузка, Н;
l0 – начальная длина образца перед испытанием, м;
m – усредненная масса образцов, г.
, (14)
где σ1, ε1 – значения напряжения и относительного удлинения соответственно, отвечающие точке 1 на рисунке 3 или 4 в зависимости от производителя материала
Для картона лайнер 2004г.:
м ; МПа.
Для картона лайнер 2005г.:
м ; МПа.
Вывод: разрывная длина картона лайнер 2004г. больше, чем у такого же картона 2005г., значит картон АЦБК 2004г. по этой характеристике лучше 2005г.. Модуль упругости картона лайнер 2004г. и 2005г. совпадают.
2 МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ
Вариант 13
КЧ 70-12 – ковкий чугун, характеризующийся пределом прочности при растяжении 70∙10-1 МПа и относительном удлинении 12 %;
СТ 3 – сталь углеродистая, обыкновенного качества, конструкционная, условный номер 3;
БрО3С12Л – бронза, литейная, оловянная, содержащая в среднем 3% олова, 25 % свинца и 1% латуни;
АД 12 – порядковый номер алюминиевого деформируемого сплава-12;
Л 70 – обрабатываемая давлением латунь, содержащая в среднем 70% меди;
АМц 12 – сплав для сварных конструкций алюминиево-марганцевый с порядковым номером 12;
Сталь 12Х25Н16Г7Р – легированная, конструкционная, быстрорежущая, содержащая 1,2% углерода,25 % хрома, 16% никеля, 7% марганца;
БрА9Мц2Л – бронза, литейная, безоловянная, содержащая в среднем 9% алюминия, 2% марганца;
Сталь У12А – инструментальная, углеродистая, содержащая в среднем 1,2% углерода;
ВЧ 50 – высокопрочный чугун, характеризующийся пределом прочности при растяжении 50∙10-1 МПа.
3 ЗАДАЧА
Рассчитать предел прочности алюминиевого образца на растяжение, если при испытании образца диаметром 10 мм получили нагрузку 650 кгс. Расчеты произвести в системе СИ.
Решение:
(15)
где σТ – предел прочности;
Pраст – нагрузка, Н;
F0 – начальная площадь образца, м2.
= 0,0785∙103 м2
Переведем значение растягивающей нагрузки Рраст в единицы СИ
Рраст= 650 ∙ 9,81= 6376,5 Н ,
σТ = 6376,5 / 0,0785∙103 = 81,23.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Сысоева, Н.В. Материаловедение. Технология конструкционных материалов [Текст]: учеб. пособие / Н.В.Сысоева, В.И.Комаров; под ред. проф. В.И.Комарова. – Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2006. – 168с.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|