Отчет лабораторная работа испытание на растяжение
Лабораторная работа №3 Испытания на растяжение малоуглеродистой стали
Цель работы:
1.Получить диаграмму растяжения;
2. Определить характеристики прочности материала;
3.Определить характеристики пластичности материала.
Оборудование и приборы:
1.Испытательная разрывная машина WР 300;
2.Штангенциркуль;
3.Образцы (сталь).
Теоретическая часть
При определении качества конструкционных материалов, выпускаемых промышленностью, одним из основных видов испытаний являются испытания на растяжение. Результаты испытаний позволяют судить о прочности материала при статических нагрузках, выбирать материал для проектируемой конструкции. Они являются основными при расчетах на прочность деталей машин и элементов конструкций.
Механические характеристики материалов зависят от многих факторов: вида нагружения, времени воздействия нагрузки, скорости нагружения, температуры, радиации и др.
Наиболее простыми являются испытания материалов при комнатной температуре t=20°С и статическом нагружении, когда dέ /dt~0,01мин-1
Механические характеристики делятся на три группы:
-характеристики прочности;
-характеристики пластичности;
-характеристики вязкости.
Характеристиками прочности измеряют силовую реакцию твердых тел на воздействие внешних нагрузок.Эта реакция постоянна в процессе нагружения и в ней явно прослеживаются несколько характерных зон (см.диаграмму нагружения).К характеристикам прочности относятся: предел пропорциональности, предел упругости. Предел текучести, предел прочности, разрушающее напряжение. Дадим определение этих понятий в порядке возрастания значений их величин.
Предел пророрциональности-это наибольший уровень условного напряжения при котором не наблюдается существенного нарушения закона Гука (каково удлинение, такова сила). Это напряжение определяется по формуле
где Fpγ нагрузка, соответствующая пределу пропорциональности; Aпервоначальная площадь поперечного сечения образца.
Предел упругости – это наибольший уровень условного напряжения, при котором материал проявляет упругие свойства, заключающиеся в том, что образец практически полностью восстанавливает свои первоначальные размеры после снятия внешней нагрузки. Его определяют по формуле
где Fe нагрузка, соответствующая пределу упругости.
Предел текучести – это наименьший уровень условного напряжения, при котором наблюдается значительный рост деформаций образца при постоянной (или слегка уменьшающейся) нагрузке. Этот предел определяют по формуле
где Fy нагрузка, соответствующая пределу текучести.
Если в поведении материала не прослеживается площадка текучести (см. диаграмму нагружения) и стрелка силоизмерителя не останавливается на некоторый промежуток времени, то определяют условный предел текучести, соответствующий относительной деформации образца έ=0,002 или 0,2 %:
Предел прочности, чаще называемый временным сопротивлением, – это условное напряжение, соответствующее наибольшему уровню нагрузки, воспринимаемому образцом. Находят эту величину по формуле
где Fu наибольшая нагрузка на образец.
Разрушающее напряжение – это напряжение, при котором происходит разрыв образца. Этот предел не имеет особого практического значения и используется только при изучении процесса образования трещин. Разрушающие напряжения делятся на условные и истинные:
Условное
истинное
где Ffy разрушающая нагрузка; A1— площадь поперечного сечения образца в месте разрыва.
Так как первоначальная площадь A приблизительно в два раза превышает площадь разрыва A1, а разрушающая нагрузка Ffy составляет приблизительно 80 % от наибольшей нагрузки Fu, то
Характеристиками пластичности измеряют деформативную реакцию твёрдых тел, т.е. их способность изменять свои размеры под воздействием нагрузок. Пластичность материала характеризуют две величины:
— относительное остаточное удлинение образца (в процентах)
— относительное остаточное сужение поперечного сечения (в процентах)
В этих формулах ℓ0, A0 длина расчётной части и площадь сечения до нагружения; ℓ1, A1 то же после разрыва образца.
Характеристикой вязкости измеряют способность твёрдых тел сопротивляться импульсному и ударному воздействию нагрузок. Количественным показателем этой характеристики является удельная работа внешних сил, затрачиваемая на деформирование и разрушение единицы объёма материала:
где W – работа, совершаемая машиной на растяжение образца вплоть до его разрыва; V0=A0ℓ0- объём расчётной части образца.
Для испытания на растяжение используются специально изготовленные образцы, которые вытачиваются из прутка или вырезаются из листа. Основной особенностью этих образцов является наличие длинной, сравнительно тонкой рабочей части и усиленных мест (головок) по концам для захвата.
Проводятся испытания цилиндрического образца, форма и размеры которого приведены на рис. 1.
Рис.1. Цилиндрический образец:
ℓ0=10d — расчетная длина образца, ℓ1=12,5√F — рабочая длина образца, ℓ2=10√F−ℓ0∕2 — длина конусообразной части образца, ℓ3=d — длина головки образца, L — полная длина образца , d=1,13√F — диаметр сечения расчетной и рабочей длины, d1=1,5√F — диаметр основания конуса (у головки), d2=2√F — диаметр головки образца.
Для замера деформаций на расчетной части образца отмечают отрезок, называемый расчетной длиной. Чаще всего применяются цилиндрические образцы, у которых расчетная длина равна десяти диаметрам (длинные образцы) и образцы с расчетной длиной равной пяти диаметрам (короткие образцы). Чтобы результаты испытаний образцов прямоугольного и круглого сечений были сопоставимы, в случае прямоугольного сечения в качестве характеристики, определяющей расчетную длину, принимается диаметр равновеликого круга.
На рис. 2 показан эскиз пропорционального цилиндрического образца до нагружения и после его разрыва.
Для получения сравнимых результатов испытаний образцы с цилиндрической или прямоугольной формой поперечного сечения рабочей части изготавливаются по ГОСТ 1497-84.
Рис. 2. Образец для испытания на растяжение: а – до нагружения; б – после разрыва
ДИАГРАММОЙ РАСТЯЖЕНИЯ называется график, показывающий функциональную зависимость между нагрузкой и деформацией при статическом растяжении образца до его разрыва. Эта диаграмма вычерчивается автоматически на разрывной машине специальным приспособлением. В нашей лаборатории для этой цели используется разрывная машина Р-10.
На рис. 3 показан примерный вид параметрической диаграммы растяжения малоуглеродистой стали в координатах: абсолютное удлинение Δℓ(t) − нагрузка F(t). В качестве параметра здесь выступает время нагружения, которое для простоты обычно не показывают.
Так как испытание проводят на гидравлической машине, в которой деформация является первичной (), а нагрузка вторичной (), то осью абсцисс (аргументом) является абсолютное удлинение Δℓ, а осью ординат (функцией) – нагрузка F, т.е. фактически мы имеем зависимость F=f(Δℓ), интерпретированную Гуком, проводившим опыты в упруго-пропорциональной зоне нагружения: «каково удлинение, такова сила». Однако в современной трактовке, с учётом того что в реальных условиях эксплуатации машин и сооружений первичной является нагрузка, функциональную зависимость обращают, полагая, что Δℓ=f(F), и обсуждают, как изменяется деформация образца в зависимости от нагрузки (какова сила, таково удлинение).
На диаграмме растяжения OABCDEG показаны 7 характерных точек, соответствующих определённому уровню нагрузки и ограничивающих 6 различных зон деформирования:
OA – зона пропорциональности (линейной упругости);
AB – зона нелинейной упругости;
BC – зона упругопластических деформаций;
CD – зона текучести (пластических деформаций);
DE – зона упрочнения;
EG – зона закритических деформаций.
На участке OA смещение атомов монокристаллов пропорционально приложенной нагрузке. Дефекты кристаллической решётки практически не проявляются.
На участке OB материал ведёт себя упруго. Поведение кристаллической решётки на участке AB характеризуется небольшой нелинейностью. Нужно заметить, что на участке пропорциональности OA материал ведёт себя одновременно и как абсолютно упругий (т. B всегда выше т. A).
На участке BC наблюдается нарастающая нелинейность в деформировании кристаллической решётки. Для выхода новых дислокаций (нарушений строения кристаллов) на поверхность монокристаллов требуется всё меньшее приращение внешней нагрузки .
На участке CD, называемом площадкой текучести, происходит лавинообразный выход дислокаций на поверхность, что приводит к значительному удлинению образца при почти постоянном уровне нагрузки, когда .
На участке DE после выхода на поверхность большей части дефектов кристаллической решётки материал самоупрочняется, и образец всё ещё способен воспринимать некоторое приращение нагрузки. Однако расстояние между атомами постепенно достигает критического значения (приблизительно в два раза больше первоначального), за которым происходит «разрыв» внутренних связей. При подходе к т. E деформации начинают локализоваться в области наиболее слабого сечения, где зарождается шейка образца.
На участке EG заканчивается формирование шейки. Происходит лавинообразное разрушение связей, когда процесс деформирования уже необратим и временное равновесие между внутренними силами и внешней нагрузкой возможно только при уменьшении последней. В т. G происходит разрыв образца. Его размеры восстанавливаются на величину упругой деформации, которая на 2 – 3 порядка меньше остаточных пластических деформаций. У многих материалов разрушение происходит без заметногообразования шейки.
Источник
Отчет по лабораторной работе № 1 ИСПЫТАНИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ Цель работы 1. Определить механические характеристики малоуглеродистой стали. 2. 2. Установить марку стали и ее нормативные характеристики.
Исходные данные Требования к испытанию. В соответствии со стандартом нагружение выполнять со скоростью 1 мм в минуту, не допускать перекосов и толчков, соблюдать технику безопасности. Испытательная машина. Разрывная машина механического привода Р-5. Измерительные приборы и инструменты. Штангенциркуль и линейка. Схема образца до испытания и результаты измерения – короткий пятикратный образец.
Схема образца до испытания
Схема образца после испытания
Машинная диаграмма растяжения
Результатыиспытания Деформации в характерных точках диаграммы напряжений
Характеристики прочности
Характеристики пластичности
Удлинение к моменту разрыва
Напряжения в момент разрыва
Диаграмма напряжений
Определение марки стали Марка стали (определена по нижнему нормативному пределу) Ст 3 кп (σyn = 235 МПа) Нормативное сопротивление Rn = σyn = 235 МПа Расчетное сопротивление Ry = Rn/γn = 235/1, 05 = 224 МПа
Выводы Определены механические характеристики: марка стали – Ст 3 кп, нормативное сопротивление Rn = 235 МПа, расчетное сопротивление Ry = 224 МПа.
Отчет по лабораторной работе № 5 ИССЛЕДОВАНИЕ НОРМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ПЛОСКОМ ИЗГИБЕ Цель работы 1. По результатам опыта установить закон распределения нормальных напряжений по высоте сечения балки. 2. 2. Подтвердить справедливость закона Гука и гипотезу плоских сечений при плоском изгибе тонких балок.
Исходные данные Требования к испытанию. Отсутствие перекосов, плавность нагружения. Опытная установка. Двутавровая балка опирается на две шарнирные опоры. Имеет консоль. Нагружается гидравлическим домкратом, закрепленным на составной швеллерной балке. Объект исследования (изобразить поперечное сечение балки и привести данные)
Измерительные приборы. ИДЦ-1 α = 1*10 -5, K = 2; тензодатчики l 0 = 2 см; стальная лента и штангенциркуль. Схема опытной балки
Опытныеданные
Графики зависимости относительной линейной деформаций от нагрузки
Результаты испытания Относительные деформации
Нормальные напряжения в исследуемых точках сечения по результатам опыта
Теоретический расчет Расчетная схема балки и эпюра изгибающих моментов
Нормальные напряжения в исследуемых точках сечения балки
Сравнение результатов Эпюры нормальных напряжений
Выводы В результате опытных и теоретических исследований установлено, что опытные и теоретические значения нормальных напряжений практически совпадают. Отличие не превышает 2, 5%. Следовательно, теория тонких балок справедлива.
Исходные данные Требования к испытанию. Отсутствие перекосов нагрузки и установки приборов. Опытная установка. Балочный испытатель. Объект исследования Стальной прокатный двутавр № 16
Схема опытной балки
Опытные данные
Графики зависимости относительной деформаций от нагрузки
Теоретический расчет
Расчетная схема балки и эпюры внутренних сил
Результаты теоретического расчета
Сравнение результатов Отличие напряжений и углов поворота главных площадок опытных и теоретических результатов выражено в процентах и приведено в таблице.
Выводы В результате опытных и теоретических исследований установлено, что материал деформируется в упругой стадии и по закону Гука. Сравнение результатов испытания и теоретических расчетов показало, что их отличие не превышает 5% за исключением меньшего экстремального напряжения в точке S 2.
Источник
УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА
ОП.03. ТЕХНИЧЕСКАЯМЕХАНИКА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ТЕМА:
«ИСПЫТАНИЕ СТАЛЬНОГО
ОБРАЗЦА НА РАСТЯЖЕНИЕ»
Лабораторная работа№2
Тема: Испытание стального образца на растяжение
1 Цель работы
1.1Формирование умений читать кинематические схемы.
1.2 Изучение поведение материалов при растяжении до разрушения.
1.3 Установление марки стали.
1.4 Развитие умений анализировать, сравнивать и делать выводы.
2 Задание
2.1Установить основные механические характеристики прочности.
2.2 Сравнить полученную диаграмму со стандартной.
3 Приборы и оборудование
3.1 УИМ-5.
3.2 Штангенциркуль.
3.3 Металлическая линейка.
3.4 Образцы по ГОСТ 1497-81.
4 Порядок выполнения работы
4.1 Ознакомиться с устройством машины.
4.2 Измерить диаметр образца и длину. Отметить рисочками расчётную длину.
4.3 Закрепить образец в захват машины или в реверсор.
4.4 Проверить работу диаграммного аппарата с помощью маятника.
4.5 Медленно нагружать образец и наблюдать за процессом растяжения образца. Наблюдать за показателями на шкале. После разрушения вынуть обе части образца.
4.6 Записать значение нагрузок Fу ; Fт; Fв (наибольшая нагрузка); Fр (в момент разрыва).
4.7 Обработать результаты испытания. Обе части разрушенного образца сложить вместе. Замерить длину образца и диаметр шейки. Измерение произвести по двум взаимно перпендикулярным направлениям и по их среднему арифметическому. Найти площадь поперечного сечения А1.
4.8 Заполнить таблицу.
5 Отчёт о работе.
5.1 Тип и наименование испытательной машины –
5.2 Эскизы образца до испытаний и после.
Диаграмма растяжения стали.
5.4Таблица испытаний.
Аш=
Аш= А1
Аш, мм2
Нагрузка в момент разрыва
Измерить
Fp, Н
Разрывное напряжение
σр =
σр, Н/мм2
Предельная деформация
, мм
Относительное удлинение
ε=
ε,%
Относительная поперечная деформация
ε1 =
ε1,%
Обработка результатов испытания.
Площадь поперечного сечения до испытания
А0 =
Площадь поперечного сечения шейки образца после разрушения
А1=
Предел пропорциональности (упругости) образца
σу =
Предел текучести материала образца
σ т =
Предел прочности материала образца
σ в =
Разрывное напряжение
σр =
Условное удлинение образца после разрушения
Относительная поперечная деформация после разрушения
5.6 Предполагаемая марка стали образца
Образец изготовлен из стали –
6 Вывод
6.1 В ходе лабораторной работы изучили поведение материала при растяжении до разрушения и установили марку стали –
6.2 Ознакомились с устройством машины.
Пример выполнения практического задания
(5 Отчёт по работе)
5.1 Тип и наименование испытательной машины – УИМ5
5.2 Эскизы образца до испытаний и после.
Диаграмма растяжения стали.
5.4Таблица испытаний.
Аш=
Аш= А1
Аш, мм2
22,05
Нагрузка в момент разрыва
Измерить
Fp, Н
20*103
Разрывное напряжение
σр =
σр, Н/мм2
908
Предельная деформация
, мм
20
Относительное удлинение
ε=
ε,%
25
Относительная поперечная деформация
ε1 =
ε1,%
56
Обработка результатов испытания.
Площадь поперечного сечения до испытания
А0 =
Площадь поперечного сечения шейки образца после разрушения
А1=
Предел пропорциональности (упругости) образца
σу =
Предел текучести материала образца
σ т =
Предел прочности материала образца
σ в =
Разрывное напряжение
σр =
Условное удлинение образца после разрушения
Относительная поперечная деформация после разрушения
5.7 Предполагаемая марка стали образца
Образец изготовлен из стали – Ст4
6 Вывод
6.1 В ходе лабораторной работы изучили поведение материала при растяжении до разрушения и установили марку стали – Ст4.
6.2 Ознакомились с устройством машины.
Источник
1. ВВЕДЕНИЕ
В методических указаниях к лабораторной работе № 1 «Испытание на растяжение образца из конструкционной стали» указывается цель работы, приводится характеристика испытуемого образца и дается методика проведения испытаний.
Для лучшего усвоения материала по теме растяжения и сжатия приводятся основные теоретические положения, позволяющие квалифицированно провести обработку полученной диаграммы Р-Δl и вычислить механические характеристики материала испытуемого образца. Даны также рекомендации как провести анализ полученных результатов и сделать правильные выводы по выполненной лабораторной работе.
Завершаются методические указания перечнем возможных вопросов при защите отчета по этой лабораторной работе. А в качестве предисловия перед описанием первой лабораторной работы приводятся рекомендации к оформлению отчета по лабораторным работам.
2. РЕКОМЕНДАЦИИ К ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
По каждой выполненной работе студентом оформляется отчет. В содержании отчета отражаются следующие основные моменты:
- название лабораторной работы,
- цель лабораторной работы,
3) оборудование, приборы и инструменты, используемые при проведении лабораторной работы,
4) характеристика образцов до испытания (форма и геометрические размеры, материал),
- краткие сведения из теории по теме выполняемой работы,
- порядок проведения испытаний,
- результаты испытаний (журнал наблюдений, характеристика образцов после испытаний и т.п.),
- обработка результатов испытаний и их анализ,
- выводы по выполненной лабораторной работе.
Для оформления отчета по лабораторным работам можно использовать отдельную тетрадь или листы форматом 210 χ 297 мм, сброшюрованные в общепринятой форме. В конце семестра отчет по лабораторным работам сдается преподавателю.
3. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Получить диаграмму растяжения, вычислить механические характеристики конструкционной стали при растяжении и по ним определить марку конструкционной стали испытуемого образца.
4. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ И ИНСТРУМЕНТЫ
Испытательная машина – УММ-5. Штангенциркуль.
5. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАЗЦА
Для испытания на растяжение используются специально изготовленные образцы, которые вытачиваются из прутка или вырезаются из листа. Основной особенностью этих образцов является наличие длинной, сравнительно тонкой рабочей части и усиленных мест (головок) по концам для захвата.
Для получения сравнимых результатов испытаний образцы с цилиндрической или прямоугольной формой поперечного сечения рабочей части изготавливаются по ГОСТ 1497-84. Проводятся испытания цилиндрического образца, форма и размеры которого приведены на рис. 1.
Рис.1. Цилиндрический образец: I 0 – расчетная длина образца = ΙΟ*d ,
l1 – рабочая длина образца = 12,5·
,
l 2 – длина конусообразной части образца = 10
-1 0 / 2 ,
l3 – длина головки образца = d ,
L – полная длина образца ,
d – диаметр сечения расчетной и рабочей длины =1,13·
,
d1 – диаметр основания конуса (у головки ) = 1,5·
d2 – диаметр головки образца = 2·
Для замера деформаций на расчетной части образца отмечают отрезок, называемый расчетной длиной.
Чаще всего применяются цилиндрические образцы, у которых расчетная длина равна десяти диаметрам (длинные образцы) и образцы с расчетной длиной равной пяти диаметрам (короткие образцы). Чтобы результаты испытаний образцов прямоугольного и круглого сечений были сопоставимы,
в случае прямоугольного сечения в качестве характеристики, определяющей расчетную длину, принимается диаметр равновеликого круга.
6. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Основным и наиболее распространенным является испытание на растяжение, при котором удается получить наиболее важные характеристики материала, находящие прямое применение в расчетной практике.
При растяжении образца изучают зависимость между действующей нагрузкой и соответствующим удлинением. Графическое изображение этой зависимости называют диаграммой растяжения. Типичная для конструкционных сталей диаграмма растяжения показана на рис.2.
Ρ
О F Ε
Рис.2. Типичная диаграмма растяжения конструкционных сталей
По оси ординат отложены усилия Ρ в масштабе сил, а по оси абсцисс – удлинение образца Δl в масштабе удлинений. Полученная кривая условно может быть разделена на четыре участка.
Участок ОА – прямолинейный, носит название зоны упругости, здесь материал подчиняется закону Гука:
l=Pl/EF
Участок АВ называется зоной текучести, а горизонтальный отрезок этого участка – площадкой текучести. Здесь происходит существенное изменение длины образца без заметного увеличения нагрузки. Наличие площадки текучести для материалов не является обязательным. Во многих случаях при испытаниях на растяжение площадки текучести нет. Такое типично для алюминия, отожженной меди, для высококачественных легированных сталей и других материалов.
Участок ВС называется зоной упрочнения. Здесь удлинение образца сопровождается возрастанием нагрузки, но значительно более медленно (в сотни раз), чем на упругом участке.
Если в произвольной точке К зоны упрочнения ВС (рис. За.), образец разгрузить, то в процессе разгрузки зависимость между силой Ρ и удлинением
l изобразится прямой KL. Как показывает опыт, эта прямая параллельна прямой ОА. Таким образом, при разгрузке деформация полностью не исчезает. Она лишь уменьшается на величину упругой части (отрезок LM). Отрезок OL представляет собой остаточное или пластическое удлинение. Таким образом, полная деформация (отрезок ОМ) состоит из упругой и остаточной (пластической) частей, т.е. Δl = Δl упр+ Δ/ ост.
Если образец был нагружен в пределах участка ОА, а затем разгружен, то удлинение будет чисто упругим (Δ I ост = 0 ) и образец вернется в исходное состояние. Таким образом при повторном нагружении образца диаграмма растяжения идет по прямой LК и возвращается на кривую KCD так, как будто промежуточной разгрузки не было.
Предположим, что у нас имеется два одинаковых образца, изготовленных из одного и того же материала. Один из образцов до испытания нагружению не подвергался, другой образец был нагружен до точки К, а после разгрузки снят с машины. Испытывая первый образец, мы получим обычную диаграмму растяжения OABCD, показанную на рис.За. При испытании второго образца отсчет удлинения будет производиться, естественно, от ненагруженного состояния и остаточное удлинение OL учтено не будет (при нагружении диаграмма пойдет по прямой LK). В результате получим укороченную диаграмму (рис.36.). Отрезок МК соответствует силе предварительного нагружения. Таким образом, вид диаграммы растяжения для одного и того же материала зависит от степени предварительного нагружения. Очень важно, что отрезок LK больше отрезка ОА.
D
Μ
F Ε
L M PEL
Рис.3. Диаграммы растяжения ‘
а – полная для предварительно незагруженного образца,
б – укороченная для предварительно загруженного до т.К образца
Следовательно, в результате предварительного нагружения. материал приобретает способность воспринимать без остаточных удлинений большие нагрузки. Это явление называется наклепом и широко используется в технике.
В конце зоны упрочнения на образце намечается место будущего разрыва и начинается образование так называемой шейки -местное сужение образца ( рис.4.).
Рис.4. Местное сужение образца – шейка
Деформации до этого распределяются равномерно по всему образцу. С момента начала образования шейки, деформации преоб-ретают местный характер, концентрируясь около какого – то сечения, оказавшегося самым слабым в силу случайных факторов -здесь и образуется шейка. По мере растяжения образца уменьшение площади сечения шейки прогрессирует.
Когда относительное уменьшение площади сечения шейки сравнивается с относительным возрастанием напряжения, сила Ρ достигает максимума (точка С). В дальнейшем удлинение образца происходит с уменьшением силы, хотя среднее напряжение в поперечном сечении шейки и возрастает. Удлинение образца носит в этом случае местный характер и поэтому участок CD называется зоной местной текучести. Точка D соответствует разрушению образца. У многих материалов разрушение происходит без заметного образования шейки.
Диаграммы растяжения, записанные испытательной машиной в координатах (Ρ –
l), зависят не только от материала,но и от размеров образца. Удобнее пользоваться диаграммой, у которой по оси ординат откладывается усилие, деленное на первоначальную площадь сечения образца fo , а по оси абсцисс – удлинение отнесенное к расчетной длине образца I о. Величина σ=Ρ/Fο называется напряжением, а величина ε=Δl / lo относительным удлинением. Так как fо и iо постоянны, то диаграмма σ-ε ( рис.5.) имеет тот же вид, что и диаграмма растяжения в координатах (Ρ-Δl), но будет характеризовать уже не свойства образца, а свойства материала. В случае необходимости вместо диаграммы σ-ε, можно использовать диаграмму растяжения (Ρ-Δl), пересчитав предварительно масштабы.
Рис.5. Диаграмма напряжений (условная)
Отметим на диаграмме характерные точки и дадим определения соответствующих им числовых величин.
Пределом пропорциональности σπΐί= Рпц / fо называется наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука σ=Ε·ε. Величина предела пропорциональности зависит от степени точности, с которой начальный участок диаграммы можно рассматривать как прямую. Степень отклонения кривой σ- ί'(ε) от прямой определяют по величине угла, который составляет касательная к диаграмме с осью σ. По закону Гука тангенс этого угла равен 1/Е . Обычно считают, что если тангенс угла между касательной к диаграмме и осью σ оказался на 50% большим, чем 1/Е, то предел пропорциональности достигнут.
Пределом упругости σу= Ру / fо называется такое предельное напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций. Для того, чтобы найти предел упругости, необходимо, очевидно, после каждой дополнительной нагрузки образец разгружать и смотреть, не появились ли остаточные деформации. Величина предела упругости, как и предела пропорциональности, зависит от точности, с которой производятся измерения. Обычно остаточную деформацию, соответствующую пределу упругости принимают в пределах
ОСТ = (l ч- 5) · КГ3, т.е. 0,001% – 0,005%.
Пределом текучести στ= Рт / fо называется то напряжение, при котором происходит рост деформаций без заметного увеличения нагрузки. В тех случаях, когда на диаграмме отсутствует площадка текучести, за предел текучести принимается условно величина напряжения, при котором остаточная деформация
oct= 0,002 или 0,2 % (в ?