Удельная работа разрушения при растяжении
ОКСТУ 2509
Дата введения 1979-07-01
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 24 марта 1978 г. N 788 срок введения установлен c 01.07.79
Проверен в 1983 г. Постановлением Госстандарта от 31.10.83 N 5245 срок действия продлен до 01.07.89**
________________
** Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 5/6, 1993 год). — Примечание изготовителя базы данных.
* ПЕРЕИЗДАНИЕ февраль 1984 г. с Изменением N 1, утвержденным в ноябре 1983 г. (ИУС 2-1984 г.).
Настоящий стандарт распространяется на резину и устанавливает метод определения работы разрушения при растяжении.
Сущность метода заключается в растяжении образцов в форме лопаток или колец с постоянной скоростью до разрыва и измерении сил при различных удлинениях или записи диаграммы растяжения.
1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ
1.1. Образцы для испытания должны иметь форму двусторонней лопатки или кольца.
1.2. Размеры образцов лопаток и их заготовка должны соответствовать требованиям ГОСТ 270-75, разд.1, типы образцов I или II.
1.3. Размеры образцов кольцевой формы и их заготовка должны соответствовать требованиям ГОСТ 270-75, разд.1.
1.4. Количество испытуемых образцов каждого типа должно быть не менее пяти.
2. АППАРАТУРА
2.1. Разрывная машина для испытания должна удовлетворять требованиям ГОСТ 7762-74 и ГОСТ 270-75, разд.2.
2.2. Толщиномер по ГОСТ 11358-74 с нормированным усилием, ценой деления шкалы 0,01 мм и диаметром измерительной площадки не более 16 мм.
Допускается применять другие типы толщиномеров, отвечающие указанным требованиям.
2.3. Планиметр полярный типа ПП-М.
Допускается применять другие типы планиметров, предназначенных для определения площадей плоских фигур, погрешность измерения которых не превышает допускаемую.
2.2, 2.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
3.1. Подготовка образцов лопаток и колец к испытанию — по ГОСТ 270-75, разд.3.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1. Испытания проводят при температуре (23±2) °С и скорости движения активного захвата машины (500±50) мм/мин.
4.2. Образец в форме лопатки закрепляют в захватах машины по установочным меткам согласно ГОСТ 270-75, разд.4.
4.3. Устанавливают стрелку силоизмерителя в нулевое положение, приводят в действие механизм растяжения и фиксируют силу через каждые 100% удлинения. В момент разрыва образца фиксируют значение силы и расстояние между метками для измерения удлинения. При разрыве образца за пределами узкой части результаты испытания не учитывают.
4.1-4.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
4.4. Испытания образцов колец проводят на машине, снабженной устройством для записи диаграммы растяжения.
4.5. Образец надевают на два сближенных ролика.
4.6. Устанавливают стрелку силоизмерителя в нулевое положение, устанавливают масштаб записи диаграммы и приводят в действие механизм растяжения. В ходе растяжения самопишущее устройство машины вычерчивает непрерывную кривую «сила-удлинение». Диапазон силоизмерителя машины и масштаб записи удлинений выбирают так, чтобы площади диаграмм растяжения были не менее 50 см.
Пример диаграммы растяжения приведен на чертеже.
4.7. Допускается проводить испытания образцов лопаток с записью диаграммы растяжения на машинах с экстензометрами, обеспечивающими контроль за метками для измерения удлинения образца.
Испытания проводят по пп.4.2; 4.6.
4.8. Площадь диаграммы измеряют планиметром с допускаемой погрешностью ±0,5% от измеряемого значения.
4.7; 4.8. (Измененная редакция, Изм. N 1).
4.9. Допускается определять работу разрушения на предварительно деформированных образцах, в том числе после их испытания на усталость. В этом случае вновь измеряют толщину деформированных образцов и наносят метки для измерения удлинения.
Результаты испытаний недеформированных и предварительно деформированных образцов несопоставимы.
При испытании деформированных образцов в протоколе испытания делается соответствующая запись.
(Введен дополнительно, Изм. N 1).
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Работу разрушения, выражаемую удельной работой разрушения () в Дж/м (кгс·см/см) образцов лопаток, вычисляют по формуле
,
где — сечение образца до испытания м (см), вычисленное по формуле
,
где — средняя толщина образца до испытания, м (см);
— ширина образца, до испытания, м (см);
— сила при относительном удлинении 100%, H (кгс);
— относительное удлинение, равное 100%;
— количество измерений силы;
— сила при одном из удлинений, кратном 100%, Н (кгс);
— относительное удлинение, кратное 100%;
— сила, предшествующая разрывной, Н (кгс);
— сила, вызывающая разрыв образца, Н (кгс);
— относительное удлинение при разрыве, вычисленное по ГОСТ 270-75, разд.5;
— относительное удлинение, соответствующее силе .
Примечание. Значения относительных удлинений подставляются в формулу в безразмерном виде.
Пример расчета удельной работы разрушения приведен в справочном прилож
ении.
5.2. Удельную работу разрушения () в Дж/м (кгс·см/см) образцов колец и лопаток, испытанных по п.4.7, вычисляют по формуле
,
где — площадь диаграммы , м (см);
— объем кольца или лопаток, м (см).
Объем кольца вычисляют по формуле
,
где — наружный диаметр кольца, м (см);
— внутренний диаметр кольца, м (см);
— средняя толщина кольца до испытания, м (см).
Объем лопатки вычисляют по формуле
,
где — сечение образца до испытания, м (см);
— расстояние между метками образца испытания, м (см);
— масштаб 1 м (1 см) на оси силы, Н (кгс);
— масштаб 1 м (1 см) на оси удлинения, м (см).
5.3. За результат испытаний принимают среднее арифметическое показателей всех испытуемых образцов. Если результаты испытаний отклоняются от среднего значения удельной работы разрушения более чем на 10%, то их не учитывают и среднее арифметическое вычисляют из оставшихся образцов, число которых должно быть не менее трех.
Если после обработки результатов осталось менее трех образцов, испытание следует повторить.
5.1-5.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
5.4. Результаты испытаний на образцах различного типа не сопоставимы.
5.5. В протоколе испытания записывают результаты, округленные до целых значений.
5.6. Результаты испытаний записывают в протокол, содержащий следующие данные:
обозначение резины и условия вулканизации;
тип машины;
тип образца;
толщину, ширину и сечение образца;
силу при различных удлинениях (100, 200, 300, 400% и т.д.);
силу и удлинение в момент разрыва;
площадь диаграммы «сила-удлинение» для образцов колец;
удельную работу разрушения для каждого образца;
среднее арифметическое результатов удельной работы разрушения;
дату проведения испытания.
ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). Пример расчета удельной работы разрушения для образцов лопаток
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
1. Показатели образца
, кгс =0,5 1,7 2,4 3,8 5,8 7,7 8,7
, %=100 200 300 400 500 600 640
0,102 см; 0,320 см; 0,0326 см.
2. Подставляют значения величин в формулу
В системе СИ удельная работа разрушения будет равна 642·10 Дж/м или 64,2 МДж/м, так как 1 кгс =9,81 Н; 1 кгс·м =9,81 Н·м =9,81 Дж, 1 кгс·см/м =0,981·10 Дж/м.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
Электронный текст документа
подготовлен ЗАО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1984
Источник
Пластические свойства
материала при кратковременных испытаниях на разрыв измеряются двумя
механическими характеристиками:
·
относительное остаточное
удлинение при разрыве
(1.7)
где — длина
образца после разрыва, и
·
относительное остаточное
сужение при разрыве
,
(1.8)
где A1 — площадь поперечного сечения после разрыва образца.
Удельная работа разрыва
Работа силы, растягивающей образец, определяется
интегралом вида , где , или площадью диаграммы растяжения
(рис. 1.2а). Полная работа W складывается из двух составляющих: работы,
затрачиваемой на упругое деформирование образца ,
которая возвращается при разгрузке или разрыве в виде механической работы, и
работы затрачиваемой на пластическое деформирование .
Для подсчета полной работы, затраченной на деформирование образца, определяется
площадь фигуры, ограниченной диаграммой, по формуле ,
в которой произведение выражает площадь
параллелограмма, описанного около диаграммы растяжения, -коэффициент
заполнения диаграммы, показывающий, какую часть площади параллелограмма
занимает диаграмма растяжения. Из опытов установлено, что для малоуглеродистых
сталей =0.8÷0.9; в расчете можно принять =0.85.
Для подсчета удельной работы разрыва нужно работу,
затраченную на разрыв образца разделить на начальный объем рабочей части
образца V
Выводы.
В результате испытания стального образца получены
механические характеристики прочности и пластичности. Сравнив их с данными
ГОСТа, можно ориентировочно установить марку стали, из которой был изготовлен
опытный образец (таблица 1).
Контрольные
вопросы:
1.
Какую деформацию называют упругой,
и какую остаточной?
2.
Что называется пределом
пропорциональности, пределом упругости, пределом текучести, временным
сопротивлением?
3.
Что называется деформационным
упрочнением (наклепом)?
4.
Какие величины называют
характеристиками пластичности материала?
5.
Как вычисляется работа,
затраченная на разрушение образца?
Таблица 1.
Механические свойства углеродистой стали обыкновенного
качества ГОСТ 380-71 группы А
Марка стали | Временное сопротивление | Предел текучести | Относительное удлинение, % | |
Ст 0 | 310 | — | 23-20 | 19-16 |
Ст 1 кп | 310-400 | — | 35-32 | 30-27 |
Ст 1 пс,Ст 1 сп | 320-420 | — | 34-31 | 29-26 |
Ст 2 кп | 330-420 | 220-190 | 33-30 | 28-25 |
Ст 2 пс, Ст 2 сп | 340-440 | 230-200 | 32-29 | 27-24 |
Ст 3 кп | 370-470 | 240-200 | 27-24 | 23-20 |
Ст 3 пс, Ст 3 сп | 380-490 | 250-210 | 26-23 | 22-19 |
Ст 3 Гпс | 380-500 | 250-210 | 26-23 | 22-19 |
Ст 4 кп | 410-520 | 260-230 | 25-22 | 21-18 |
Ст 4 пс, Ст 4 сп | 420-540 | 270-240 | 24-21 | 20-17 |
Ст 5 пс, Ст 5 сп | 500-640 | 290-260 | 20-17 | 17-14 |
Ст 5 Гпс | 460-600 | 290-260 | 20-17 | 17-14 |
Ст 6 пс, Ст 6 сп | 600 | 320-300 | 15-12 | 13-10 |
Примечания.
1) В
зависимости от назначения сталь подразделяется на три группы:
А – поставляемую по механическим свойствам;
Б – поставляемую по химическому составу; В – поставляемую
по механическим свойствам и химическому составу.
2) Условное
обозначение марки стали:
а) буквы
Ст обозначают «сталь»; цифры от 0 до 6 – условный номер марки в зависимости от
химического состава и механических свойств стали;
б) буквы
Б и В перед обозначением марки означают группу стали; группа А в обозначении
марки стали не указывается, например: Б Ст 3, В Ст 3,
Ст 3;
в) для
обозначения степени раскисления к обозначению марки стали после номера марки
добавляют индексы: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная; например:
Ст 3 кп, Ст 3 пс, Б Ст 3 сп.
Лабораторная
работа №2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛА
Твердость
это способность материала сопротивляться проникновению в него другого более
твердого тела. Количественно это свойство материала измеряется числом
твердости. Для определения твердости материалов, а следовательно, и для
определения числа твердости существуют следующие способы, названные, как
правило, именами исследователей, предложивших их: по Бринелю, по Роквеллу, по
Кубасову, по Шору и по Виккерсу. Почти все они основаны на вдавливании в испытываемый
образец механическим способом наконечника той или иной формы – закаленного
стального шарика (Бринель, Роквелл), конуса (Кубасов, Роквелл), алмазной
пирамиды (Виккерс) – и последующем измерении получившегося отпечатка.
За число твердости
принимают отношение нагрузки, передаваемой через наконечник, к поверхности
образовавшегося отпечатка (Бринель, Кубасов, Виккерс), или к глубине проникновения
наконечника (Роквелл). Исключение составляет метод Шора, основанный на
измерении твердости по высоте отскока бойка, падающего с определенной высоты на
поверхность испытываемого материала.
Таким образом, числа
твердости – это некоторые условные численные величины, различные при
определении по разным методам. Важно то, что эти числа твердости определенным
образом связаны с величиной временного сопротивления – одной из важнейших
характеристик прочности материала.
Определение
твердости материала по способу Бринеля.
Цель работы: определение
временного сопротивления стали по числу твердости.
При
определении твердости по Бринелю в испытываемый образец вдавливается на
специальном прессе силой F закаленный стальной шарик диаметром D.
При этом на поверхности образца остается отпечаток в виде лунки диаметром d(рис. 2.1).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание — внизу страницы.
Источник
Предлагаем прочесть документ: Резина. Метод определения работы разрушения при растяжении. Если у Вас есть информация, что документ «ГОСТ 23020-78» не является актуальным, просим написать об этом в редакцию сайта.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
РЕЗИНА
ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТЫ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ
ГОСТ 23020-78 Издание официальное
/*■
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москаа
УДК 67» : 630.172 : 0M.3S4 Группа Л49
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
РЕЗИНА
Метод определения работы разрушения при растяжении Rubber. Method (от determination of failure work at extension | ГОСТ 23020-781 |
ОКСТУ 2509
Постановлением Государственного комитета стандартов Соаета Министров СССР от 24 марта 1978 г. Н* /81 срок введения установлен
с 01.07.7»
Проверен в 1983 г. Постановлением Госстандарта от 31.10.8) К» 5245
срок действия продлен до 01.07.8?
Несоблюдение стандарта пресяедуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на резв ну и устанавлг-вает метод определения работы разрушения прн растяжении.
Сущность метода заключается в растяжении образцов в форме лопаток или колец с постоянной скоростью до разрыва и измерении сил прн различны* удлинениях или записи диаграммы растяжения.
1. МЕТОД ОТБОРА ОБРАЗЦОВ
1.1. Образцы для испытания должны иметь форму двусторонней лопатки или кольца.
1.2. Размеры образцов лопаток и их заготовка должны соот-нотстпопать требованиям ГОСТ 270-75, разд. 1, типы образцов 1 или II.
1.3. Размеры образцов кольцевой формы и их заготовка должны соответствовать требованиям ГОСТ 270-75, разд. 1.
1.4. Количество испытуемых образцов каждого типа должно быть ие менее нятк.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
* Переиздание феара.<ь 1984 г. с Изменением .J /,
утвержденным о гоябре 1983 г. (ИУС 2—1984 г.).
© Издательство стандартов, 1984
1
Cip. 2 ГОСТ 23020-7»
2. АППАРАТУРА
2.1. Разрывная машина для испытания должна удовлетворять Требованиям ГОСТ 7762-74 и ГОСТ 270-75, разд. 2.
2.2. Толщиномер по ГОСТ 11358-74 с нормированным усилием, пеной деления шкалы 0,01 мм и диаметром измерительной площадки не более 16 мм.
Допускается применить другие типы толщиномеров, отвечающие указанным требованиям
2.3. Планиметр полярный типа ПП-М.
Допускается примел я.-ь другие типы планиметров, предназначенных для определения площадей плоских фигур, погрешность измерения которых не преиышает допускаемую.
2.2, 2.3. (Измененная редакция, Изм. .*& 1).
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
3.1. Подготовка образцов лопаток и колец к испытанию—По ГОСТ 270-75, разд. 3.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1. Испытания проводят при температуре (23±2)’С и скорости движения активного захвата машины (500±50) мм/мин.
4.2. Образец в форме лопатки закрепляют в захватах машины ио установочным меткам согласно ГОСТ 270-75, разд. 4.
4.3. Устанавливают стрелку силоизм(*рнтеля в нулевое положение, приводят в действие механизм растяжения и фиксируют силу через каждые 100% удлинения. В момент разрыва образца фиксируют значение силы и расстояние между метками для измерения удлинения. Прн разрыве образца за пределами узкой части результаты испытания не учитывают.
4.1.—4.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
4.4. Испытания образцов колец проводят на машине, снабженной устройством для записи диаграммы растяжения.
4.5. Образец надевают на два сближенных ролика.
4.0. Устанавливают стрелку силоизмерителя в нулевое положение, устанавливают масштаб записи диаграммы и приводят в действие механизм растяжения. В ходе растяжения самопишущее устройство машины вычерчивает непрерывную кривую «сила—удлинение*. Диапазон силоизмернтеля машины и масштаб записи удлинений выбирают так. чтобы площади диаграмм растяжения были не менее 50 см2.
Пример диаграммы растяжения приведен на чертеже.
4 7. Допускается проводить испытании образцов лопаток с записью диаграммы растяжения на машинах с экстензометрами,
ГОСТ 330»— 7» Cip. 3
обеспечивающими контроль за метками для измерения удлинения образца. ,
Испытания проводят по пп. 4.2; 4.6.
4.8. Площадь диаграммы измеряют планиметром с допускаемой погрешностью ±0.5% от измеряемого значения.
4.7. 4.8. (Измененная редакция, Изм. № I).
4.9. Допускается определять работу разрушения на предварительно деформированных образцах, в том числе после их испытания на усталость. В этом случае вновь измеряют толщину деформированных образцов и наносят метки для измерения удлинения.
Результаты испытаний недеформированных и предварительно деформированных образцов несопоставимы.
При испытании деформированных образцов н протоколе испытания делается соответствующая запись.
(Ввелен дополнительно, Изм. № 1).
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Работу разрушения, выражаемую удельной работой разрушения (А) в Днс/м* (кге — см/см3) образцов лопаток, вычисляют по формуле
Л.-^Р., fa 2 (Pei+ Pei+i )(*м-1“ *») г{Яч-гР|>) (еР—ев) I,
где S0 ~-сечение обраша до испытания м2 (см2), вычисленное по формуле
S0~hb,
где Л-г средняя толщина образца до испытания, м (см);
b — ширина образца, до испытания, м (см);
Р*. — сила прн относительном удлинении 100%, Н (кге); ei — относительное удлинение, равное 100%;
Стр. 4 ГОСТ 2Э020—71
п — количество измерений силы;
Р„, — сила при одном нз удлинений, кратном 100%, Н (кге); ei — относительное удлинение, кратное 100%;
Ра— ила, предшествующая разрывной, Н (кге);
Рр — -ила, вызывающая разрыв образца, Н (кге); ер —относительное удлинение при разрыве, вычисленное по ГОСТ 270-75, разд 5; е„ —относительное удлинение, соответствующее силе Р„.
II рн меч а н не. Значения относительных удлинений «отставляются в формулу в безразмерном виде.
Пример расчета удельной работы разрушения приведен в справочном приложении.
5.2. Удельную работу разрушения (Л) в Дж/м3 (кге-см/смJ) образцов колец и лопаток, испытанных по п. 4.7, вычисляют по формуле
лш S X,
V Кг •
где S — мощадь диаграммы ОСДО, м* (смг);
V— )бъем кольца нли лопаток, м3 (см3).
ОбucXI кольца вычисляют по формуле
К—2- (0*—</*) -Л,,
где 0 — наружный диаметр кольца, м (см); d — внутренний диаметр кольца, м (см);
Лк — средняя толщина кольца до испытания, м (см).
Объем лопатки вычисляют по формуле
V-So’l,
где So — течение образца до испытания, м* (ем’-);
/— расстояние между метками образца испытания, м (см); К — масштаб 1 м (1 см) на оси силы. 11 (кге);
/С* — масштаб 1 м (1 см) на оси удлинения, м (см).
5.3. За результат испытаний принимают среднее арифметическое показателей всех испытуемых образцов. Если результаты испытаний отклоняются от среднего значения удельной работы разрушения более чем на 10%, то их ие учитывают и среднее арифметическое вычисляют из оставшихся образцов, число которых должно быть не менее трех.
Если после обработки результатов осталось менее трех образиов, испытание следует повторить.
5.1.—5.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
5.4. Результаты испытаний на образцах различного типа не сопоставимы.
5.5. В протоколе испытания записывают результаты,* округленные до целых значений.
ГОСТ Ив»—Г* Стр. 5
5.6. Результаты испытаний записывают в протокол, содержащий следующие данные:
обозначение резины и условия вулканизации; тип машины; тип образца;
толщину, ширину и сечение образца;
силу при различных удлинениях (100, 200, 300, 400% и т. д.); силу и удлинение в момент разрыва;
площадь диаграммы «сила — удлинение» для образцов колец; удельную работу разрушения для каждого образца; среднее арифметическое результатов удельной работы разрушения;
дату проведения испытания.
Стр. 6 ГОСТ 23030-78
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное
Пример расчета уделыюй работы разрушения для образцов лопагок.
1. Показатели образца
Р, кгс-0,5 1,7 2.4 3.8 5.8 7.7 8.7 е. % = 100 200 300 -100 500 600 640 Л-0.102 см; 6-0.320 см: So=0.0326 см*.
2. Подставляют значения величин п формулу
Л” i§r[ Р*> е’ +Л (/>«? 4fei+i е0 + (Л»+Р*)(ер—е.)
= -2-:оо326[0’5,|,0+(0‘5+1,7) ^’0—1*0) + (1,7+2,4)X(3,0—2,0) +
+ (2,4 + 3.8) (4,0—3.0) + (3.8-5.8) (5.0—4.0) + (5,8 +7,7) X <6.0—5.0)-f-+ <7.74 8,7) (6,4—6,0) J —L- • (0,5 + 2,2 + 4,1 + 6.2 +9.6+13,5 +
U.Otx>2
+ (16,4 • 0.4)J « 654 кге • см/см».
В системе СИ удельная работа разрушения А будет равна 642*10* Дж/м* или 64,2 МДж/м*. 7зк как 1 кгс=9.81 Н; 1 кге- м — 9,81 Н-м-9,81 Дж,
1 кге-см;м3—0.981 • 10* Дж/ы3.
(Измененная редакция. Изм. /6 I).
Редактор Н. В. Волкова Технический редактор Э. В. Митяй Корректор В. Л. Ряукайте
Сдано * и*б. 21.0Г.М Погг. в печ. 25.I2.ft4 0.4 п. л. 0.5 >«д. ip.-OTT. 0,32 уЧ.-ЯМ. Я.
Тир*ж -«ООО ! .. J кон.
Орден» «Зи»к Псчтта» И»а»телкстоо стандартов. 12JM0. Москва. ГСП. Новопресиенсхнй пер.. д. 3.
Вильнюсская тапография Издательства стандартов. ул. Мивдауго. 12/11. Зак. 4ВД)
Источник