Машины для испытания на сжатие.

И.С. Березин

Испытание материалов

Омск 2013

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Омский институт водного транспорта (филиал)

Федерального бюджетного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

«Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Кафедра Специальных технических дисциплин

И.С. Березин

Испытание материалов

Учебное пособие

Омск 2013

УДК 621.01

ББК 34.41

Б 48

Рецензент:

Работа одобрена учебно-методическим советом филиала в качестве методического пособия и указаний к лабораторной работе по дисциплине «Сопротивление материалов» для студентов, обучающихся по специальности 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» для всех форм обучения.

Березин И.С. Сопротивление материалов. [Текст] : учебное пособие / И.С. Березин – Омск: ОИВТ (филиал) ФБОУ ВПО «НГАВТ», 2013. – с.

Разработан учебно-методическое пособие по дисциплине «Сопротивление материалов» в соответствии с рабочей программой.

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника».

© ОИВТ (филиал) ФБОУ ВПО

«НГАВТ», 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ. 3

ВВЕДЕНИЕ 4

1 Виды испытаний материалов.. 5-6

2 ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ.. 6-10

3 ИСПЫТАНИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ. ИСТИННАЯ И УСЛОВНАЯ

ДИАГРАММА НАПРЯЖЕНИЙ.. 11-15

4 ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ И РАБОТА ДЕФОРМАЦИИ.. 15-16

5 ИСПЫТАНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА СЖАТИЕ. 17-18

6 КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ. ВЫБОР ДОПУСКАЕМЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ.. 18-22

ВОПРОСЫ ……………………………………………………………….........23

Библиографический список.. 24

ВВЕДЕНИЕ

Часть механики деформируемого твёрдого тела, которая рассматривает методы инженерных расчётов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при одновременном удовлетворении требований надежности, экономичности и долговечности. Сопротивление материалов относится к фундаментальным дисциплинам общеинженерной подготовки специалистов с высшим техническим образованием, за исключением специальностей, не связанных с проектированием объектов, для которых прочность является важным показателем.

Сопротивление материалов базируется на понятии «прочность», что является способностью материала противостоять приложенным нагрузкам и воздействиям без разрушения. Сопротивление материалов оперирует такими понятиями как: внутренние усилия, напряжения, деформации. Приложенная внешняя нагрузка к некоторому телу порождает внутренние усилия в нём, противодействующие активному действию внешней нагрузки. Внутренние усилия, распределенные по сечениям тела, называются напряжениями. Таким образом, внешняя нагрузка порождает внутреннюю реакцию материала, характеризующуюся напряжениями, которые в свою очередь прямо пропорциональны деформациям тела. Деформации бывают линейными (удлинение, укорочение, сдвиг) и угловыми (поворот сечений). Основные понятия сопротивления материалов, оценивающие способность материала сопротивляться внешним воздействиям:

1. Несущая способность — способность материала воспринимать внешнюю нагрузку не разрушаясь;

2. Жесткость — способность материала сохранять свои геометрические параметры в допустимых пределах при внешних воздействиях;

3. Устойчивость — способность материала сохранять в стабильности свою форму и положение при внешних воздействиях.

ВИЛЫ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ.

В век научно-технической революции бурно развиваются все отрасли промышленности и каждая из них нуждается в новых материалах, обладающих различными физико-механическими свойствами Для авиации. например, нужны легкие н прочные материалы, получаемые на основе алюминия и плана. Судостроению необходимы материалы высокой прочности и с хорошими антикоррозийными свойствами, а атомному энергостроению - материалы, не теряющие прочностных характеристик в результате непрерывной бомбардировки тяжелыми частицами внутренней структуры оболочек, закрывающих атомный реактор и т. д Современная технология пока не позволяет получать в отроком масштабе абсолютно чистые металлы, обладающие значительно более высокими прочностными характеристиками, чем металлы, используемые в практике Процесс же получения чистых металлов и совершенствования их свойств бесконечен, а следовательно, исследование этих свойств требует все более точных методик, машин и установок.

В связи с различным использованием материалов на практике созданы разнообразные виды и методы испытаний. Виды испытаний можно классифицировать следующим образом:

I. По характеру воздействия: а) кратковременные испытания, б) длительные

испытания.

II. По виду напряженного состояния: а) испытания на растяжение, сжатие,
изгиб, кручение, срез; б) испытания в условиях сложного напряженного состояния.

III. Технологические испытания: а) испытания для контроля пластичности;
б) измерение твердости, в) испытание на вытяжку.

IV. Испытание переменной нагрузкой: а) испытание на выносливость; б) испытание на малоцикловую усталость.

V. Испытание ударом: а) испытание на ударное растяжение; б) испытание
изгибом на ударную вязкость; в) испытание поворотным ударом.

VI. Натурные испытания: а) испытание на стендах; 6) испытание готовых
изделий.

Как правило, при механических испытаниях металлов все наблюдения и расчеты напряженного состояния производят в макроскопических объемах. В виде исключения прибегают иногда к наблюдениям в микроскопических объемах (наблюдение за отдельными кристаллами) При всех видах механических испытаний образцы металлов, по возможности, подвергаются тем же внешним воздействиям, что и на практике. Получаемые при этом механические характеристики свойств материала условны, так как они зависят от условий испытаний, поэтому методы испытаний унифицируются в рамках ГОСТов и международных рекомендаций с целью получения сопоставимых данных.

ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ.

Разработка и серийное производство испытательных машин налажено во многих развитых капиталистических странах: США, Англии, ФРГ, Японии, Италии, Швеции. К настоящему времени насчитываются десятки зарубежных фирм, специализирующихся на выпуске испытательной техники. В США около 40 фирм занимаются разработкой и выпуском такого рода техники, из них 13 выпускают гидравлические испытательные машины: MTS, Olsen, Ballduin, Baad и т. д. В Англии из 22 фирм около 6 выпускают гидравлические установки; Instron, Avery, Denison и др., в ФРГ - Shenck, Losenhausen, Mohr-Fedcrhaff, Frebell, Seidner.

В нашей стране имеется один научный центр по испытательной технике - НИКИМП (Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс, г. Москва) и два объединения, специализирующиеся на выпуске испытательных машин - ГФП "ЗИМ" (г. Армавир) и ГФП "ЗИП" (г. Иваново).

Испытательная техника выпускается для производства испытаний на сжатие, растяжение, изгиб, раскалывание и определения самых разнообразных механических характеристик металлов, сварных соединений, труб, строительных материалов пластмассовых изделий и т.д.

На рис. 1, 2, 3, 4, 5, 6 показаны некоторые из последних моделей испытательных машин, изготовляемых ГФП ЗИМ (г. Армавир), которые находят широкое применение как внутри страны, так и за рубежом. В последние годы ГФП-ЗИМ удалось преодолеть отставание по качественным характеристикам и выйти на мировой уровень. Компоновочные схемы машин зарубежных фирм и отечественных испытательных машин не имеют принципиального отличия.

Вся испытательная техника требует систематических поверок, согласно требований Госстандарта. Для поверки испытательных машин, работающих на растяжение или сжатие, используются образцовые переносные динамометры 3^го разряда. На рис. 7 представлены образцовые переносные упругие динамометры 3^го разряда с предельным нагружением от 30 кН до 10МН, разработанных на кафедре общеинженерных дисциплин Армавирского механико-технологического института (филиала КубГТУ) (АС № 920408).

Для исследования физико-механических характеристик материалов используются испытательные машины с механическим и гидравлическим приводами. Испытательные машины, выпускаемые отечественными заводами и зарубежными фирмами, имеют предельную нагрузку от 5 Н до Ю-1 кН и более.

По характеру нагружения образца машины подразделяются на статические (рис. 1 - 3) и динамические (рис. 4 - 6). В первом случае образец из испытуемого материала подвергайся, например, растяжению до окончательного разрушения. Динамические машины позволяют нагружать образец в упругой или упругопластической зоне с переменой нагрузки на обратную, т. е. машина может работать по пульсирующему, симметричному или по смешанному циклам (испытание по заданной программе).

Рис.1

ИП –0

Машины для испытания на сжатие.

Машины предназначены для статических испытаний на сжатие стандартных образцов бетоном и других строительных материалов. Выпускаются в различных модификациях с предельным нагружением по 100, 500, 1000, 2000 кН. Могут быть оснащены приспособлениями для испытаний при раскалывании, на статический изгиб металлических сварных образцов, приспособлениями для испытаний кирпича на изгиб и т.д.

Рис. 2

ИР-0

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: