Реферат - Методы статических испытаний материалов - файл n1.doc

Реферат - Методы статических испытаний материалов
скачать (5646.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc5647kb.29.05.2012 21:24скачать

n1.doc

1   2   3

спытание материала на сжатие проводили по обычной методике и специальной, заключающейся в следующем:

Рис.5. Схема установки для испытания кольцевых образцов на максимальное сжатие.
Кольцевой образец (3) устанавливается с заранее рассчитанными зазорами (для этого служат медные прокладки (2)) в обоймах (1,4) и заливается свинцом (5) с последующим обтачиванием до толщины 0,5 мм. Алюминиевая фольга (6), наклеивается на втулки и образец, препятствует проникновению расплавленного свинца в зазоры между образцом и втулками. Радиальные напряжения в образце малы по сравнению с тангенциальными, а осевые отсутствуют. В результате испытаний пьезокерамических образцов по описанной методике, получены значения разрушающего напряжения, превышающие на 80% предел прочности материала на сжатие.

Для создания благоприятных условий на поверхности как в отношении снижения торцевого трения, так и в отношении выравнивания контактных напряжений применяется смазка рабочих поверхностей.

Следует отметить, что образцы в виде пластин и кубиков используются не только для изучения механических свойств материалов при двух- и трехосном сжатии Вельтер пытался создать трехосное напряженное состояние в металлическом кубике, имеющем в трех взаимно перпендикулярных направлениях придатки для приложения растягивающих усилий (рис. 6). Однако эта система не позволила освободиться от концентрации напряжений по ребрам куба, поэтому опыт Вельтера, как и другие попытки, представляют лишь исторический интерес.




Рис.6. Образец Вельтера.
Важнейшими факторами, которые могут повлиять на результаты испытаний, являются размер и форма образцов параллельность и состояние контактных поверхностей. При испытаниях хрупких материалов необходимо применять образцы без острых углов и резких переходов.





Рис.7.
Образцы в виде кубиков использованы для выяснения качественного характера взаимосвязи напряжений и деформаций в условиях линейного напряженного состояния при повороте осей, но постоянном нагружении. Поворот оси главного напряжения осуществляется путем вырезания из образца, подверженного пластической деформации сжатия до определенного напряжения, нового образца (рис. 7.), грани которого повернуты относительно старых на некоторый угол. Затем образец снова подвергают сжатию до того же напряжения; из него вырезается новый образец с повернутыми гранями и т.д.


  1. Испытания материалов на трубчатых образцах.

Метод испытания тонкостенных трубчатых образцов, подверженных действию комбинированных нагрузок, наиболее широко распространен в практике механических испытаний материалов при плоском напряженном состоянии.

В рабочей части трубчатого образца, нагруженного осевой силой, внутренним давлением и скручивающим напряжением действуют аналогичные напряжения.





Рис. 8. Сопоставление опытных данных с результатами расчетов.
На рис.8. приведены результаты расчета и экспериментальные данные, полученные тензометрированием. Как видно из рисунка, экспериментальные точки, построенные по средним данным измерений, практически расположены на теоретической кривой.

Для условных деформаций соответственно:
; ; ,
где L0, L – база измерений и её приращение; D – приращение диаметра;  -угол закручивания на базе L0.

Если при нагружении осевой силой и внутренним давлением в качестве параметра процесса принято тангенциальное нагружение, то при испытании заданному значению внутреннего давления Р должна соответствовать осевая сила N величина которой определяется выражением:



Нагружению с постоянной интенсивностью в девиаторной плоскости (рис.9.) соответствует дуга окружности радиуса:

,

где компоненты вектора S определяются по формулам:









рис.9. траектория нагружения в девиаторной плоскости.
Степень деформации при этом оценивается длиной дуги L траектории нагружения или углом  отклонения вектора S от S1.

Пользуясь приведенными соотношениями, можно через угол  выразить действующие напряжения и приложенные к образцу внешние силы:


; ;

Для истинных деформаций в осевом и тангенциальном направлениях:
; ;
,
где L,D – текущие значения базы измерений и диаметра.

Главные нормальные напряжения:

Нагружение трубчатых образцов в процессе испытаний осуществляется с помощью специальных устройств, включающих систему создания внутреннего давления и систему нагружения осевой силой и скручивающим моментом.

Существующие машины для нагружения образца осевой силой и крутящим моментом можно разделить на три группы:

1.Машины кинематического типа, в которых задаваемой и контролируемой величиной является взаимное перемещение зажимов головок машины или непосредственная деформация образца.

2.Машины силового типа, в которых регулируются усилия, передаваемые образцу.

3.Машины, в которых выполняется произвольно заданный режим нагружения или деформации образца.

Главный недостаток непосредственного нагружения состоит в том, что изменение нагрузки происходит ступенчато, при этом деформироваие образца происходит с неконтролируемой скоростью, что в определенной степени сказывается на точности построения диаграмм деформирования.

У
стройство для нагружения по схеме крутящий момент-растяжение отличается лишь конструктивным исполнением узла трения. Дополнительное нагружение образца внутренним давлением значительно расширяет возможности испытаний.

Рис.10. общий вид устройства для испытания образцов по схеме осевая сила – внутреннее давление.
Плоское напряженное состояние в трубчатом образце можно создать в малогабаритном устройстве (рис.10) устройство состоит из корпуса (2), крышки (5), верхнего плунжера (1), нижних сменных плунжеров (4) и гильз (6). Нижняя головка образца (3) соединена либо с плунжером (рис.10 а), либо с гильзой (рис 10 б).

Р
1   2   3


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации