При испытании на растяжение нормального образца
Лабораторная работа № 1
Цель работы – изучить поведение малоуглеродистой стали при растяжении и определить ее механические характеристики.
Основные сведения
Испытания на растяжение являются основным и наиболее распространенным методом лабораторного исследования и контроля механических свойств материалов.
Эти испытания проводятся и на производстве для установления марки поставленной заводом стали или для разрешения конфликтов при расследовании аварий.
В таких случаях, кроме металлографических исследований, определяются главные механические характеристики на образцах, взятых из зоны разрушения конструкции. Образцы изготавливаются по ГОСТ 1497-84 и могут иметь различные размеры и форму (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Образцы для испытания на растяжение
Между расчетной длиной образца lо и размерами поперечного сечения Ао (или dо для круглых образцов) выдерживается определенное соотношение:
В испытательных машинах усилие создается либо вручную — механическим приводом, либо гидравлическим приводом, что присуще машинам с большей мощностью.
В данной работе используется универсальная испытательная машина УММ-20 с гидравлическим приводом и максимальным усилием 200 кН, либо учебная универсальная испытательная машина МИ-40КУ (усилие до 40 кН).
Порядок выполнения и обработка результатов
Образец, устанавливаемый в захватах машины, после включения насоса, создающего давление в рабочем цилиндре, будет испытывать деформацию растяжения. В измерительном блоке машины есть шкала с рабочей стрелкой, по которой мы наблюдаем рост передаваемого усилия F.
Зависимость удлинения рабочей части образца от действия растягивающей силы во время испытания отображается на миллиметровке диаграммного аппарата в осях F-Δl (рис. 1.2).
В начале нагружения деформации линейно зависят от сил, потому участок I диаграммы называют участком пропорциональности. После точки В начинается так называемый участок текучести II.
На этой стадии стрелка силоизмерителя как бы спотыкается, приостанавливается, от точки В на диаграмме вычерчивается либо прямая, параллельная горизонтальной оси, либо слегка извилистая линия — деформации растут без увеличения нагрузки. Происходит перестройка структуры материала, устраняются нерегулярности в атомных решетках.
Далее самописец рисует участок самоупрочнения III. При дальнейшем увеличении нагрузки в образце происходят необратимые, большие деформации, в основном концентрирующиеся в зоне с макронарушениями в структуре – там образуется местное сужение — «шейка».
На участке IV фиксируется максимальная нагрузка, затем идет снижение усилия, ибо в зоне «шейки» сечение резко уменьшается, образец разрывается.
При нагружении на участке I в образце возникают только упругие деформации, при дальнейшем нагружении появляются и пластические — остаточные деформации.
Если в стадии самоупрочнения начать разгружать образец (например, от т. С), то самописец будет вычерчивать прямую СО1. На диаграмме фиксируются как упругие деформации Δlу (О1О2), так и остаточные Δlост (ОО1). Теперь образец будет обладать иными характеристиками.
Так, при новом нагружении этого образца будет вычерчиваться диаграмма О1CDЕ, и практически это будет уже другой материал. Эту операцию, называемую наклеп, широко используют, например, в арматурных цехах для улучшения свойств проволоки или арматурных стержней.
Диаграмма растяжения (рис. 1.2) характеризует поведение конкретного образца, но отнюдь не обобщенные свойства материала. Для получения характеристик материала строится условная диаграмма напряжений, на которой откладываются относительные величины – напряжения σ=F/A0 и относительные деформации ε=Δl/l0 (рис. 1.3), где А0, l0 – начальные параметры образца.
Рис. 1.2. Диаграмма растяжения образца из малоуглеродистой стали
Рис. 1.3. Условная диаграмма напряжений при растяжении
Условная диаграмма напряжений при растяжении позволяет определить следующие характеристики материала (рис. 1.3):
σпц – предел пропорциональности – напряжение, превышение которого приводит к отклонению от закона Гука. После наклепа σпц может быть увеличен на 50-80%;
σу – предел упругости – напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,05%. Напряжение σу очень близко к σпц и обнаруживается при более тонких испытаниях. В данной работе σу не устанавливается;
σт – предел текучести – напряжение, при котором происходит рост деформаций при постоянной нагрузке.
Иногда явной площадки текучести на диаграмме не наблюдается, тогда определяется условный предел текучести, при котором остаточные деформации составляют ≈0,2% (рис. 1.4);
Рис. 1.4. Определение предела упругости и условного предела текучести
σпч (σв) – предел прочности (временное сопротивление) – напряжение, соответствующее максимальной нагрузке;
σр – напряжение разрыва. Определяется условное σур и истинное σир=Fр/Аш, где Аш – площадь сечения «шейки» в месте разрыва.
Определяются также характеристики пластичности – относительное остаточное удлинение
δ = (l1 – l0)∙100% / l0,
где l1 – расчетная длина образца после разрыва,
и относительное остаточное сужение
ψ = (А0 — Аш)∙100% / А0.
По диаграмме напряжений можно приближенно определить модуль упругости I рода
E=σпц/ε=tgα,
причем после операции наклепа σпц возрастает на 20-30%.
Работа, затраченная на разрушение образца W, графически изображается на рис. 1.2 площадью диаграммы OABDEO3. Приближенно эту площадь определяют по формуле:
W = 0,8∙Fmax∙Δlmax.
Удельная работа, затраченная на разрушение образца, говорит о мере сопротивляемости материала разрушению w = W/V, где V = A0∙l0 – объем рабочей части образца.
По полученным прочностным и деформационным характеристикам и справочным таблицам делается вывод по испытуемому материалу о соответствующей марке стали
Контрольные вопросы
- Изобразите диаграмму растяжения образца из малоуглеродистой стали (Ст.3). Покажите полные, упругие и остаточные абсолютные деформации при нагружении силой, большей, чем Fт.
- На каком участке образца происходят основные деформации удлинения? Как это наблюдается на образце? Какие нагрузки фиксируются в этот момент?
- Объясните, почему после образования шейки дальнейшее растяжение происходит при все уменьшающейся нагрузке?
- Перечислите механические характеристики, определяемые в результате испытаний материала на растяжение. Укажите характеристики прочности и пластичности.
- Дайте определение предела пропорциональности.
- Дайте определение предела упругости.
- Дайте определение предела текучести.
- Дайте определение предела прочности.
- Как определить предел текучести при отсутствии площадки текучести? Покажите, как это сделать, по конкретной диаграмме.
- Какие деформации называются упругими, какие остаточными? Укажите их на полученной в лабораторной работе диаграмме растяжения стали.
- Как определяется остаточная деформация после разрушения образца?
- Выделите на диаграмме растяжения образца из мягкой стали упругую часть его полного удлинения для момента действия максимальной силы.
- Какое явление называется наклепом? До какого предела можно довести предел пропорциональности материалов с помощью наклепа?
- Как определяется работа, затраченная на разрушение образца? О каком свойстве материала можно судить по удельной работе, затраченной на разрушение образца?
- Как определить марку стали и допускаемые напряжения для нее после проведения лабораторных испытаний?
- Чем отличается диаграмма истинных напряжений при растяжении от условной диаграммы?
- Можно ли определить модуль упругости материала по диаграмме напряжений?
- Как определить работу, затрачиваемую на деформации текучести лабораторного образца?
Испытание материалов на сжатие >
Краткая теория >
Примеры решения задач >
Источник
Испытание на растяжение металла заключаются в растяжении образца с построением графика зависимости удлинения образца (Δl) от прилагаемой нагрузки (P), с последующим перестроением этой диаграммы в диаграмму условных напряжений (σ — ε)
Испытания на растяжение проводятся по ГОСТ 1497, по этому же ГОСТу определяются и образцы на которых проводятся испытания.
Как уже говорилось выше, при испытаниях строится диаграмма растяжения металла. На ней есть несколько характерных участков:
- Участок ОА — участок пропорциональности между нагрузкой Р и удлинением ∆l. Это участок, на котором сохраняется закон Гука. Данная пропорциональность была открыта Робертом Гуком в 1670 г. и в дальнейшем получила название закона Гука.
- Участок ОВ — участок упругой деформации. Т.е., если к образцу приложить нагрузку, не превышающую Ру, а потом разгрузить, то при разгрузке деформации образца будут уменьшаться по тому же закону, по которому они увеличивались при нагружении
Выше точки В диаграмма растяжения отходит от прямой — деформация начинает расти быстрее нагрузки, и диаграмма принимает криволинейный вид. При нагрузке, соответствующей Рт (точка С ), диаграмма переходит в горизонтальный участок. В этой стадии образец получает значительное остаточное удлинение практически без увеличения нагрузки. Получение такого участка на диаграмме растяжения объясняется свойством материала деформироваться при постоянной нагрузке. Это свойство называется текучестью материала, а участок диаграммы растяжения, параллельный оси абсцисс, называется площадкой текучести.
Иногда площадка текучести носит волнообразный характер. Это чаще касается растяжения пластичных материалов и объясняется тем, что вначале образуется местное утонение сечения, затем это утонение переходит на соседний объем материала и этот процесс развивается до тех пор, пока в результате распространения такой волны не возникает общее равномерное удлинение, отвечающее площадке текучести. Когда имеется зуб текучести, при определении механических свойств материала, вводят понятия о верхнем и нижнем пределах текучести.
После появления площадки текучести, материал снова приобретает способность сопротивляться растяжению и диаграмма поднимается вверх. В точке D усилие достигает максимального значения Pmax. При достижении усилия Pmax на образце появляется резкое местное сужение — шейка. Уменьшение площади сечения шейки вызывает падение нагрузки и в момент, соответствующий точке K диаграммы, происходит разрыв образца.
Прилагаемая нагрузка для растяжения образца зависит от геометрии этого образца. Чем больше площадь сечения, тем более высокая нагрузка необходима для растяжения образца. По этой причине, получаемая машинная диаграмма не дает качественной оценки механических свойств материала. Чтобы исключить влияние геометрии образца, машинную диаграмму перестраивают в координатах σ − ε путем деления ординат P на первоначальную площадь сечения образца A0 и абсцисс ∆l на lо. Перестроенная таким образом диаграмма называется диаграммой условных напряжений. Уже по этой, новой диаграмме, определяют механические характеристики материала.
Определяются следующие механические характеристики:
Предел пропорциональности σпц – наибольшее напряжение, после которого нарушается справедливость закона Гука σ = Еε , где Е – модуль продольной упругости, или модуль упругости первого рода. При этом Е =σ/ε = tgα , т. е. модуль E это тангенс угла наклона прямолинейной части диаграммы к оси абсцисс
Предел упругости σу — условное напряжение, соответствующее появлению остаточных деформаций определенной заданной величины (0,05; 0,001; 0,003; 0,005%); допуск на остаточную деформацию указывается в индексе при σу
Предел текучести σт – напряжение, при котором происходит увеличение деформации без заметного увеличения растягивающей нагрузки
Также выделяют условный предел текучести — это условное напряжение, при котором остаточная деформация достигает определенной величины (обычно 0,2% от рабочей длины образца; тогда условный предел текучести обозначают как σ0,2). Величину σ0,2 определяют, как правило, для материалов, у которых на диаграмме отсутствует площадка или зуб текучести
Предел прочности (временное сопротивление разрыву) σв – напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке Pmax , предшествующей разрыву образца
Кроме характеристик прочности материала, при испытании на растяжение определяют также характеристики пластичности — относительное удлинение δ и относительное сужение ψ
где lо – первоначальная расчетная длина образца, а lк – конечная расчетная длина образца
Источник
ГОСТ 25.601-80
Группа Т59
МКС 19.060
Дата введения 1981-07-01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 августа 1980 г. N 4448 дата введения установлена 01.07.81
ПЕРЕИЗДАНИЕ
Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиционные материалы, армированные непрерывными высокомодульными углеродными, борными, органическими и другими волокнами, структура которых симметрична относительно их срединной плоскости, и устанавливает метод испытания этих материалов на растяжение при нормальной (20 °С), повышенной (до 180 °С) и пониженной (-60 °С) температурах.
Метод испытания на растяжение стеклопластиков установлен в ГОСТ 11262-76*.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 11262-80. — Примечание изготовителя базы данных.
1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА
1.1. Метод состоит в кратковременном испытании образцов из композиционного материала на растяжение с постоянной скоростью деформирования, при котором определяют:
предел прочности при растяжении — отношение максимальной нагрузки , предшествующей разрушению образца, к начальной площади его поперечного сечения, МПа;
предел пропорциональности — отношение нагрузки, при которой происходит отклонение от линейной зависимости между напряжением и деформацией, к площади начального поперечного сечения образца, МПа;
относительное удлинение при разрушении — отношение приращения длины мерной базы в момент разрушения к начальной длине мерной базы, %;
модуль упругости — отношение напряжения к соответствующей относительной деформации при нагружении материала в пределах начального линейного участка диаграммы деформирования, МПа;
коэффициент Пуассона — отношение поперечного относительного укорочения к продольному относительному удлинению образца при растяжении в пределах начального линейного участка диаграммы деформирования.
2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ
2.1. Испытания проводят на разрывных и универсальных испытательных машинах, обеспечивающих растяжение образца с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата и измерение нагрузки с погрешностью не более 1% от измеряемой величины.
2.2. Захваты испытательной машины должны обеспечивать надежное крепление и точное центрирование образца (продольная ось образца должна совпадать с направлением действия растягивающей нагрузки). Для надежного крепления образца при испытании высокомодульных, высокопрочных композиционных материалов рекомендуется применять захваты с насечкой на рабочих поверхностях под углом ±45° с шагом 1-2 мм на длине 100-105 мм.
2.3. Для проверки соосности приложения нагрузки необходимо установить и испытать один специальный образец, как минимум, с тремя наклеенными тензорезисторами (черт.1): 1 и 2 — параллельно оси образца на одной его стороне, 3 — по оси образца с противоположной стороны. Разность показаний тензорезисторов на линейном участке диаграммы растяжения не должна превышать
Черт.1
2.4. Для регистрации деформаций должны использоваться приборы, обеспечивающие измерение деформаций с погрешностью не более 1% предельного значения измеряемой величины. Могут быть использованы механические тензометры, тензопреобразователи сопротивления или другие приборы, прикрепление которых не создает дополнительных напряжений или деформаций и не оказывает влияние на определяемые характеристики.
2.5. Приборы для измерения геометрических размеров образца должны обеспечивать измерение с погрешностью не более ±0,05 мм, если измеряемые размеры меньше 10 мм, и ±0,1 мм, если измеряемые размеры не менее 10 мм.
3. ОБРАЗЦЫ
3.1. Для испытаний однонаправленных композиционных материалов применяют образцы в виде полосы прямоугольного сечения с закрепленными на концах накладками (черт.2). При определении модулей упругости и коэффициента Пуассона этих материалов могут также использоваться образцы-полоски без накладок (черт.3).
1 — накладка; 2 — образец
Черт.2
Черт.3
3.2. Для испытаний композиционных материалов с неоднонаправленной арматурой применяют образцы в виде лопатки, форма и размеры которых приведены на черт.4. Допускается использование образцов, указанных в п.3.1.
Черт.4
3.3. Отклонение образцов от номинальных размеров по ширине и толщине рабочей зоны не должно превышать 0,05 мм.
3.4. Расположение арматуры должно быть симметрично относительно срединной плоскости образца, проходящей через его ось и параллельной плоскости укладки арматуры.
3.5. Условия изготовления образцов, механическая обработка, место и направление их вырезки из плит предусматриваются в нормативно-технической документации на композиционные материалы.
3.6. Образцы должны иметь гладкую ровную поверхность без вздутий, сколов, неровностей, надрезов, царапин, трещин или других видимых невооруженным глазом дефектов.
3.7. Накладки для образцов изготовляют из ортогонально армированных стеклопластиков или других материалов, модуль упругости которых в направлениях, перпендикулярных оси образца, не превышает модуль упругости в этих же направлениях материала образца, а относительное удлинение при разрушении накладок не должно быть меньше относительного удлинения испытуемого материала. Направление укладки волокон на прилегающей к образцу поверхности накладок должно совпадать с направлением укладки волокна образца.
3.8. Рекомендуемая длина накладок для однонаправленных высокопрочных композитов составляет 90-100 мм.
3.9. Накладки при многократном использовании крепятся к образцу с помощью шлифовальной тканевой шкурки по ГОСТ 5009-82, на поверхность полотна которой приклеивают накладки, как указано на черт.5. Рекомендуется использовать клей БФ-2 по ГОСТ 12172-74 или другие аналогичные по механическим свойствам. Установка накладок на образец указана на черт.5.
1 — накладка; 2 — шлифовальная шкурка; 3 — образец; 4 — абразивный слой; 5 — слой клея
Черт.5
3.10. В случае разового использования накладок их приклеивают непосредственно к образцу, как показано на черт.2. Для приклейки накладок используют клей. Сдвиговая прочность клея должна составлять не менее 40 МПа. Технология приклейки накладок должна быть указана в нормативно-технической документации на материал образца.
3.11. Количество образцов, необходимое для определения одной из характеристик п.1.1 в заданном направлении композиционного материала одной партии, должно быть не менее пяти. Если разрушение образца при испытании происходит не от нормальных напряжений или вне рабочей зоны, то данные в расчет не принимаются и образец заменяется.
4. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
4.1. Кондиционирование образцов проводят в соответствии с техническими условиями или стандартами на материал. Если в этой документации не указаны условия кондиционирования, то перед испытанием образцы кондиционируют при одной из стандартных атмосфер по ГОСТ 12423-66.
4.2. При отсутствии в нормативно-технической документации на материал специальных указаний, время от окончания изготовления композиционного материала до испытания должно составлять не менее 16 ч, включая кондиционирование.
4.3. Перед испытанием измеряют толщину и ширину рабочей части образца в трех местах: по краям и в середине. Среднее значение толщины и ширины образца записывают в протокол испытаний и по ним, с точностью до трех значащих цифр, определяют площадь поперечного сечения образца.
5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
5.1. Испытания при нормальной температуре проводят в помещении или закрытом объеме при температуре и относительной влажности окружающего воздуха или другой среды, указанных в технических условиях на испытуемый материал. Если таких указаний нет, то испытания проводят при одной из стандартных атмосфер по ГОСТ 12423-66.
Испытания при повышенных и пониженных температурах проводят в термокамерах для испытательных машин. Температуру испытаний и допускаемые ее колебания определяют в соответствии с техническими условиями или стандартами на материал, а при их отсутствии — по ГОСТ 14359-69.
5.2. При проведении испытаний в условиях повышенных и пониженных температур время, необходимое для полного прогрева или охлаждения образца до его испытания, должно задаваться нормативно-технической документацией на испытуемый материал. Если таких указаний нет, то время выдержки образца при заданной температуре устанавливают не менее 20 мин на 1 мм его толщины.
5.3. Образец в захватах испытательной машины устанавливают так, чтобы их продольные оси совпали с прямой, соединяющей точки крепления захватов в испытательной машине.
5.4. Для измерений деформации устанавливают механические экстензометры или другие приспособления (тензорезисторы наклеиваются на образец за 16-24 ч до установки в испытательную машину).
5.5. Задают скорость перемещения активного захвата машины (рекомендуемая скорость перемещения подвижного захвата 5-20 мм/мин).
5.6. Для определения предела прочности при растяжении, относительного удлинения при разрушении предела пропорциональности образец равномерно нагружают с заданной скоростью вплоть до его разрушения.
5.7. Для определения модуля упругости и коэффициента Пуассона образец равномерно с заданной скоростью нагружают в пределах начального линейного участка диаграммы деформирования.
5.8. Для определения модуля упругости образец нагружают и записывают изменение продольной деформации образца или в зависимости от нагрузки (см. приложение 1).
5.9. Для определения коэффициента Пуассона образец нагружают и записывают приращение продольной и поперечной деформаций образца в заданной его плоскости (см. приложение 2).
5.10. Для определения относительного удлинения при разрушении и предела пропорциональности образец нагружают и записывают изменение продольной деформации в зависимости от нагрузки (см. приложение 3).
5.11. Для определения предела прочности при растяжении образец нагружают и записывают наибольшую нагрузку , которую выдержал образец.
6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
6.1. Предел прочности при растяжении, () МПа, определяют по формуле
,
где — максимальная нагрузка, предшествующая разрушению образца, Н;
— ширина образца, мм;
— толщина образца, мм;
6.2. Предел пропорциональности при растяжении (), МПа, определяют по формуле
,
где — нагрузка, соответствующая пределу пропорциональности, Н.
Примечание. Методика определения нагрузки дана в ГОСТ 9550-81.
6.3. Относительное удлинение при разрушении (),%, определяют по формуле
,
где — абсолютное удлинение расчетной длины образца при разрушении, мм;
— начальная расчетная длина образца, мм.
6.4. Модуль упругости при растяжении (), МПа, определяют по формуле
,
где — приращение нагрузки, Н;
— изменение относительно продольной деформации образца при изменении нагрузки на ;
— приращение расчетной длины образца при изменении нагрузки на , мм.
6.5. Коэффициент Пуассона () определяют по формуле
,
где — изменение поперечной относительной деформации образца при изменении нагрузки на , измеренное по ширине или толщине образца (в зависимости от задания).
6.6. Статистическую обработку результатов испытания проводят при доверительной вероятности 0,95.
6.7. Форма протокола испытаний дана в приложении 4.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (рекомендуемое). МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
1. Модуль упругости определяют отношением напряжения к соответствующей относительной деформации .
2. Метод определения модуля упругости основан на измерении деформации при трехкратном нагружении-разгружении образца (см. черт.2-4 настоящего стандарта) в заранее выбранном диапазоне нагрузок в пределах начального линейного участка диаграммы.
3. Для измерения деформаций используют тензорезисторы, механические тензометры и другие приборы, отвечающие требованиям, указанным в п.2.4 настоящего стандарта. Тензорезисторы наклеивают в середине образца с двух его сторон в продольном направлении.
4. В качестве регистрирующей аппаратуры применяют осциллографы, измерители статических деформаций типа ИСД-3, потенциометры типа МДС-021 или другие приборы с чувствительностью не ниже 10 относительных единиц деформации.
5. Образец устанавливают на испытательной машине и укрепляют на его рабочей части измерители деформаций (тензодатчики наклеивают за 16-24 ч до испытаний).
6. Подсоединяют к измерителям деформаций регистрирующую аппаратуру и нагружают образец силой, составляющей 10% — 20% кратковременной статической прочности испытуемого материала. Затем уменьшают нагрузку до 2% — 5% и принимают это состояние за исходное.
7. Образец подвергают при заданной скорости трехкратному нагружению-разгружению до требуемого уровня (15% — 40% ) и при каждом нагружении считывают показания деформаций при двух нагрузках — начальной, равной 2% — 5% от величины разрушающей нагрузки , и максимальной.
8. По результатам измерений деформации для каждого нагружения определяют модуль упругости согласно п.6.4 настоящего стандарта. За результат принимают среднеарифметическое значение всех нагружений.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
1. Коэффициент Пуассона определяют отношением поперечного относительного укорочения к продольному относительному удлинению при растяжении образца в пределах начального линейного участка диаграммы .
2. Метод определения коэффициента Пуассона основан на измерении относительных продольных и поперечных деформаций образца (см. черт.2-4 настоящего стандарта) в процессе непрерывного или ступенчатого статического нагружения его при растяжении.
3. Для измерения деформаций используют тензорезисторы, у которых коэффициент поперечной тензочувствительности или очень мал, или равен нулю, электротензометры или механические тензометры. Тензорезисторы наклеивают в середине образца с двух его сторон в продольном 1 и поперечном 2 направлениях (см. чертеж).
4. В качестве регистрирующей аппаратуры при измерении деформаций применяют осциллографы, измерители статических деформаций, потенциометры типа ПДС-021 и другие приборы с чувствительностью не ниже 10 относительных единиц деформаций.
5. На рабочей части образца укрепляют измерители деформаций (тензорезисторы наклеивают за 16-24 ч до испытания) и устанавливают его на испытательной машине.
6. Подсоединяют к измерителям деформаций регистрирующую аппаратуру и нагружают образец силой, составляющей 10% — 20% статического предела прочности материала. Затем уменьшают нагрузку до 2% — 5% и принимают это состояние за исходное.
7. Образец подвергают трехкратному непрерывному или ступенчатому нагружению-разгружению при заданной скорости до требуемого уровня (15 — 40% ) и при каждом нагружении считывают показания продольных и поперечных относительных деформаций для двух уровней — начального и конечного.
8. При ступенчатом нагружении показания относительных деформаций считывают не менее чем при четырех ступенях, величина каждой из которых составляет 5% — 10% от разрушающего усилия.
9. По результатам измерений для каждой ступени вычисляют коэффициент Пуассона согласно п.6.5 настоящего стандарта.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (рекомендуемое). СНЯТИЕ ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое
1. Диаграмма деформирования выражает зависимость напряжения от относительной деформации при растяжении.
2. Метод снятия диаграммы деформирования при растяжении основан на измерении деформации рабочей части образца (см. черт.2-4 настоящего стандарта) и соответствующих им усилий при нагружении вплоть до разрушения.
3. Для измерения деформаций используют механические тензометры, тензорезисторы или другие приборы, отвечающие требованиям п.2.4 настоящего стандарта. Тензорезисторы наклеивают в середине образца в продольном и поперечном направлениях с двух его сторон.
4. В качестве регистрирующей аппаратуры применяют осциллографы, измерители статических деформаций типа ИСД-3, потенциометры типа ПДС-021 или другие приборы, имеющие чувствительность не ниже 10 относительных единиц деформации.
5. Для записи диаграммы деформирования используются автоматические схемы записи нагрузка-деформация, а при ее отсутствии для одновременного отсчета показаний нагрузки и деформаций применяют счетчик времени (прерыватель записи).
6. По отмеченным показаниям нагрузки рассчитывают напряжение и соответствующие этим напряжениям относительные деформации , где — тарировочный коэффициент используемого прибора; — показания прибора.
7. По результатам вычислений и для каждого образца строят диаграмму -. Масштаб диаграммы должен обеспечить достаточную точность определения искомых величин. Если кривая — не проходит через начало координат, то его следует перенести в точку пересечения кривой с осью абсцисс.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (рекомендуемое). ПРОТОКОЛ испытания на растяжение по ГОСТ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое
от «_____»__________ ___г.
1. Аппаратура
Испытательная машина | |||
Измеритель(и) деформаций | |||
Регистрирующая аппаратура | |||
2. Образцы
Количество образцов | |||||
Материал (ТУ, предприятие-изготовитель, номер партии) | |||||
Содержание арматуры по объему (массе), % | |||||
Расположение арматуры в образцах | |||||
Условия кондиционирования (время, температура, относительная влажность) | |||||
3. Условия испытаний
Температура | |||||
Относительная влажность | |||||
Время выдержки при повышенной (пониженной) температуре | |||||
Режим нагружения (непрерывное, ступенчатое) | |||||
Скорость нагружения | |||||
4. Результаты испытаний и их обработка
1) При определении разрушающего напряжения (прочности)
, мм | , мм | кН | Вид разрушения | , МПа | |||
1 | |||||||
2 | |||||||
. | |||||||
. | |||||||
. | |||||||
, (%) |
2) При определении модуля упругости
, мм | , мм | , кН | , мм | , мм | , МПа | , | ||||
1 | ||||||||||
2 | ||||||||||
. | ||||||||||
. | ||||||||||
. | ||||||||||
, (%) |
3) При определении коэффициента Пуассона
Приложения: | |||||
(диаграммы деформирования, фотографии и др.) | |||||
Испытания проводил | |||||
Личная подпись | Расшифровка подписи | ||||