Испытания материалов на растяжение и сжатие

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет

ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ

Методические указания

к выполнению лабораторных работ 1 - 3

по курсу «Сопротивление материалов»

для всех специальностей

всех форм обучения

Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного

технического университета

Саратов 2006

ВВЕДЕНИЕ

Для создания современной конструкции необходимо рассчитать все её детали и узлы на прочность, жесткость, устойчивость. В расчетные формулы входят величины, зависящие от физико-механи­ческих характеристик материала деталей. Без знания механических свойств материалов невозможно сделать обоснованный выбор материалов рассчитываемой конструкции при определении ее размеров. Для определения этих характеристик проводятся испытания материалов в строгом соот­ветствии с государственными стандартами. Стандарты [1 ¸ 5] определяют правила подготовки об­разцов, их форму и размеры, а стандарты [6 ¸24] – методики проведения испытаний.

В данном руководстве приводятся методические указания к выполнению трех лабораторных работ, в которых проводятся испытания различных материалов на растяжение и сжатие при статическом нагружении, связанные с разрушением образца из исследуемого материала.

Механические испытания на растяжение и сжатие применяются наиболее часто, так как по ним находят наибольшее коли­чество основных механических характеристик материала. Напряженное и деформируемое состояние материала при растяжении и сжатии является однородным, а напряжения и деформации легко находятся экспериментально и подсчитываются теоретически. Государственные стандарты уделяют большое внимание этим испытаниям, так, например, кроме стандартов [6] и [8], разработаны стандарты [9¸22], регламентирующие испытания на растяжение различных материалов, соединений и изделий при различных температурах.

Некоторые материалы при статическом нагружении до разрушения получают относительно большие пластические деформации, например, малоуглеродистая сталь, медь. Такие материалы называются пластичными и широко используются в машиностроении. Материалы, разрушающиеся при малых пластических деформациях, например, чугун, бетон, называются хрупкими. Деление материалов на хрупкие и пластичес­кие является условным, так как поведение материала зависит от температуры, срока службы детали и других факторов.

МАШИНЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

Для испытаний применяют машины, позволяющие производить нагружение образца, измерять величины приложенных к нему усилий и полученных образцом перемещений. Лабораторные ра­боты 1 и 3 проводятся на универсальной испытательной машине УММ-5, лабораторная работа 2 проводится на разрывной машине РМ-3-1. Универсальные машины позволяют, используя различные приспособления, производить испытания на растяжение, сжатие, изгиб, срез, скалывание, а также технологические пробы. Испыта­тельные машины могут иметь гидравлический или механический при­вод рабочих органов.

По механизму, измеряющему усилия, различают: а) рычажно-маятниковые измерительные устройства; б) гидравлические устройства, давление в которых измеряется манометрами; в) пружинные силоизмерители и некоторые другие.

Наиболее чувствительными и точными являются машины с рычажно-маятниковыми силоизмерениями. Они отличаются надежностью силоизмерения и простотой конструкции.

Универсальная испытательная машина УММ-5 с максимальным усилием нагружения 49 кН снабжена рычажно-маятниковым силоизмерителем. Внешний вид ис­пытательной машины УММ-5 и кинематическая схема ее силоизмерительного устройства показаны на рис.1. Машина имеет пять скоростей нагружения, м/с: 3,33-10-5; 6,67-10-5; 1,67-10-4; 3,33-10-4; 8,33-10-4 и одну скорость холостого хода, равную 1,67-10-3 м/с. Максимальное расстояние между захватами равно 0,8 м. Погрешность измере­ний равна ± 1% от величины измеряемой нагрузки. Для повы­шения точности измерений имеется четыре диапазона измеряемых нагрузок (табл. 1).

Для создания усилия растяжения вращение от электродвигателя передается через червячную передачу 1 на впрессованную в червячное колесо гайку, в которую вворачивается винт 2, связанный с нижним захватом 3. Это усилие через образец 4, верхний захват 5 и систему рычагов 6 уравновешивается весом груза 10, расположенного на конце маятника 7. Маятник связан зубчатой реечной передачей со шкалой нагрузки 8, а также с диаграммным устройством 9. Это устройство через систему зубчатых передач и зубчатую реечную передачу также связано с нижним захватом 3, что позволяет автоматичес­ки записывать диаграмму растя­жения – график зависимости абсолютного удлинения ∆ℓ от усилия растяжения F. Имеются два масштаба фиксации абсолютного удлинения: 1:1 и 5:1.

Таблица 1

Обозначение шкалы	Диапазон измеряемых нагрузок, Н	Цена наименьшего деления, Н	Интервал отсчетов с гарантированной точностью ± 1 %, Н
А Б В Г	0 – 4900 0 – 9800 0 – 24500 0 – 49000	9,8 19,6 49,0 98,0	1960 – 4900 1960 – 9800 1960 – 24500 4900 – 49000

Разрывная машина РМ-3-1 позволяет испытывать одиночные нити на разрыв в соответствии со стандартом [16]. Общий вид и принципиальная кинематическая схема машины РМ-3-1 представлены на рис. 2.

Разрывная машина РМ-3-1 снабжена рычажно-маятниковым силоизмерителем. Машина имеет начальное расстояние между зажимами до 500 мм, рабочий ход нижнего зажима – 350 мм, скорость опускания нижнего зажима от 80 до 800 мм/мин. Максимальная разрывная нагрузка 2940 кН. Погрешность измерений равна ± 1 % от измеряемой силы.

Для создания усилия растяжения нити вращение от электродвигателя передается через червячную передачу 1 на впрессованный в червячное колесо винт 2, в который вворачивается гайка, связанная с нижним захватом 3. Сила натяжения F через нить 4, верхний захват 5 и вращаюшийся барабан 6 уравновешивается весом груза 9, расположенного на конце маятника 7. С увеличением силы натяжения испытываемой нити увеличивается угол поворота маятника, который измеряют по шкале нагрузок 8. Нижний зажим тягой 10 связан с зубчатой рейкой 11, которая через зубчатое колесо 12 приводит в движение шкалу удлинения 13.

В момент разрыва нити маятник стремится опуститься, и микровыключаразмыкает цепь питания электродвигателя.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

При выполнении всех лабораторных работ необходимо соблюдать следующие условия:

- строго выполнять указания преподавателя и учебного мастера, проводящих лабораторные работы;

- не приступать к выполнению лабораторных работ без ознакомления с устройством разрывных машин и техникой безопасности при работе с ними;

- выполнять лабораторные работы в соответствии с описанием;

- не прикасаться к токоведущим частям лабораторного оборудования;

- следить за тем, чтобы в движущиеся части разрывных машин не попадали посторонние предметы;

- не подходить близко к грузам, подвешиваемым на разрывные машины.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

ИСПЫТАНИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ СТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА

Работа проводится в соответствии со стандартом [6].

Цель работы: установление опытным путем зависимости между нагрузкой и удлинением образца при растяжении до момента его разрыва; определение величины основных механических характеристик материала образца (предела пропорциональности sПЦ, предела текучести физического sТ, истинного сопротивления разрыву SК, временного сопротивления ма­териала sВ, относительного удлинения δ и относительного сужения после разрыва Ψ.

Данная лабораторная работа посвящена изучению экспериментального метода определения основных механических свойств стали при статическом нагружении образца.

Основные понятия

Стандартом [6] предусмотрены 7 типов круглых образцов и несколько типов плоских образцов для испытаний с рядом размеров для каждого типа образца. В лабораторной работе используется обра­зец типа У1 (рис. 3) с размерами d = 8 мм, D = 12 мм, h1 = 10 мм, h2 = 8 мм, ℓ = ℓ0 + (0,5 ÷ 2)d0. У используемого образца размеры могут несколько отличаться от заданных в стандарте [6], поэтому перед испыта­нием необходимо замерить штангенциркулем размеры D, ℓ0, ℓ, h1, h2 с точностью до 0,1 мм, а размер do с точностью до 0,01 мм. Расстояние ℓ0 измеряется между двумя рисками, нанесенными на поверхность образца.

Образец вставляется в захваты машины УММ-5, и в процессе испы­тания ведется наблюдение за его поведением. До начала деформа­ции образца происходит выборка зазоров между частями машины УММ-5 и между головками образца и захватами, поэтому нагрузка не растет, или растет незначительно (сначала горизонтальный, а затем криволинейный участок GH диаграммы – рис. 4). Сама диаграмма автоматически вычерчивается в координатах ∆ℓ по оси абсцисс и F по оcи ординат в масштабах m 1 и m2. Здесь m1 – масштаб записи удлинений ∆ℓ образца, m2 – масштаб записи нагрузки F, растягивающей образец. После криволинейного участка диаграммы наблюдается быстрый рост нагрузки, диаграмма изображается прямой, что соответствует прямой про­порциональности между нагрузками и удлинением образца (закон Гука).

Чтобы исключить из рассмотрения криволинейный участок в нача­ле диаграммы, следует продолжить прямолинейный отрезок диаграммы до оси абсцисс, в пересечении с которой получим точку 0 – начало диаграммы. Прямолинейный участок диаграммы идет до точки А, а затем переходит в кривую.

С этого момента деформации начинают расти быстрее растягивающей силы, причем от точки В диаграммы деформации растут без дальнейшего повышения растягивающей силы – материал течет. На диаграмме при этом про­черчивается горизонтальная линия.

Условное напряжение, при котором материал течет, то есть дефор­мируется без увеличения нагрузки, называется условным пределом текучести, а горизонтальный участок диаграммы – площадкой текучести.

За площадкой текучести диаграмма опять идет вверх по кривой – нагрузка снова начинает расти и достигает своего наибольшего значения, после чего уменьшается до момента разрыва образца. Наибольшая нагрузка FВ, достигнутая в процессе испытания, называется разрушающей, а условное напряжение sв, вызванное разрушающей нагрузкой, – временным сопротив­лением материала.

Пока нагрузка не достигла максимального значения, деформации распределялись равномерно по всему образцу. С момента, когда нагрузка достигает наибольшего значения, остаточная деформация приобретает местный характер, концентрируясь около одного какого-либо участка по длине образца, оказавшегося наиболее слабым. В этом месте начинается образование так называемой шейки, то есть местного сужения поперечного сечения образца. Вследствие интенсивного уменьшения площади сечения для дальнейшего растяжения образца нужна меньшая нагрузка. Поэтому на диаграмме и наблюда­ется падение нагрузки, продолжавшееся до разрыва образца. Истин­ное же напряжение в материале у шейки, несмотря на падение нагруз­ки, все время возрастает.

Отрезок ОЕ на оси абсцисс диаграммы изображает полную деформацию образца. Сюда входят как остаточная, так и упругая деформация стержня. Чтобы получить на диаграмме только остаточное удлинение, сле­дует провести наклонную прямую DR, параллельную ОА, которая от­сечет на оси абсцисс отрезок OR, соответствующий величине оста­точной деформации, и отрезок RE, соответствующий упругой деформации образца при разрыве.

Порядок выполнения работы

и обработка результатов опыта

1. Измеряем размеры образца (линейные – с точностью до 0,1 мм, диаметр d0 с точностью 0,01 мм).

2. После испытания записываем величину разрушающей нагрузки FВ с точностью до величины минимального деления шкалы силоизмерителя.

3. Замеряем размеры УПЦ, УТ, УВ с точностью до 1 мм на диаграмме, полученной при испытании образца.

4. Замеряем размеры образца после испытания (рис. 5): длину ℓK с точностью до 0, 1 мм и минимальный диметр dK c точностью до 0,01 мм.

5. Определяем масштаб записи нагрузки F, m2, H/мм:

.

6. Находим значения нагрузок FПЦ и FТ, H:

;

.

7. Вычисляем первоначальную и конечную площади поперечного сечения образца, м2:

; .

Здесь dо – начальный диаметр образца, мм;

dК – диаметр образца после разрыва, мм.

8. Механические характеристики материала образца вычисляются по следующим формулам:

; ; ; ;

; ,

где sПЦ – предел пропорциональности, Па; sТ – предел текучести, Па; sВ – временное сопротивление, Па; SК – истинное сопротивление разрыву, Па; d – относительное удлинение образца, %; y – относительное сужение образца после разрыва, %.

Величины d и y являются характеристиками пластичности образца.

Данные и результаты лабораторной работы сводим в табл. 2, на­зываемую протоколом механических испытаний.

Вычисление sПЦ, sТ, sВ производится с точностью до 1 МПа, вычисление d и y производится с точностью до 0,5 %.

Полученные опытным путем для данного материала значения предела прочности sВ, предела текучести sТ, остаточного относительного удлинения d и остаточного относительного сужения y дают возможность при помощи таблиц стандартов в порядке первого приближения установить марку стали.

Таблица 2

Протокол механических испытаний

Материал образца

Размеры образца

Усилия, кН

Напряжения, МПа

Относительные деформации, %

до испытания

после испытания

d0, мм

A0, м2

ℓ0, мм

dK, мм

AK, м2

ℓК, мм

FПЦ

FТ

FВ

sПЦ

sТ

sВ

SK

d

y

Отчет о работе должен содержать:

1) название и цель работы;

2) рисунок образца до испытаний со всеми размерами;

3) диаграмму растяжения со всеми размерами и величинами нагрузок;

4) рисунок образца после испытаний со всеми размерами;

5) вычисления, по которым определяются все величины, входящие в протокол механических испытаний;

6) протокол механических испытаний.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДРУГИХ

МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА

Для получения таких характеристик материала, как предел упругости (σ0,05), условный предел текучести (σ0,2) и более точного определения предела пропорциональности (σПЦ), деформации при растяжении образца за-

меряются тензометром. Предел пропорциональности определяют следующим образом: образец нагружают с помощью ручного привода машины УММ-5 и записывают нагрузку и деформации по показаниям тензометра. Как только приращение удлинения в 2-3 раза превысит среднее значение приращения удлинения на начальном этапе, то нагружение прекращается. Затем по полученным точкам строят диаграмму (рис. 6).

На диаграмме проводят линию ОМ через прямолинейный участок, затем произвольную линию АВ параллельно оси ∆ℓ, на ней измеряют отрезок mk и откладывают отрезок kn = mk/2. Затем проводят линию on и парал­лельно ей касательную СD к диаг­рамме. Точка касания определяет значение FПЦ по стандарту [6].

Тогда предел пропорциональности по напряжению σПЦ, Па:

.

Для определения предела упругости по силе FУ, соответствующего пределу упругости по напряжениям σ0,05, используют метод раз­грузки. Дефомации считаются упругими только до того момента, при котором пластические дефор­мации достигнут 0,05 % от общей величины продольных деформаций. Поэтому FУ обозначают также F0,05.

Образец нагружают и разгружают (рис. 7), каждый раз измеряя ос­таточное удлинение. Когда оно становится более 0,05 %, то испытания прекращают, и дан­ная нагрузка соответствует F0,05 (ℓб – базовая длина тензометра).

Предел упругости по напряжению σУ, Па:

.

В зависимости от типа материала предел текучести определяется по диаграмме растяжения в соответствии с рис. 8, где FТВ и FТН – верхний и нижний пределы текучести.

Когда из диаграммы растяжения трудно определить физический предел текучести, вычисляют условный предел текучести s0,2, Па. Для этого на диаграмме растяжения (рис. 9), построенной как и при точном определении предела пропорциональности с помощью тензометра, от­кладывают отрезок ОЕ, соответствующий величине остаточного удли­нения, равного 0,2 % длины образца. Затем проводят прямую ЕК, параллельную ОА. Точка К соответствует вели­чине F0,2, Н. Тогда:

.

При определении величин F 0,05, F 0,2, s 0,05 и s 0,2 их вносят в протокол механических испытаний.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

ИСПЫТАНИЕ НА РАЗРЫВ

ОДИНОЧНЫХ НИТЕЙ И ШВЕЙНЫХ НИТОК

Работа проводится в соответствии со стандартом [16].

Цель работы: изучение устройства разрывной машины и методов испытания одиночных нитей и швейных ниток на разрыв.

Основные понятия

Для оценки механических свойств нитей и швейных ниток существуют следующие показатели: усилие при разрыве FР, напряжение при разрыве sР, абсолютное ∆ℓ и относительное e разрывные удлинения.

Усилие при разрыве FР, Н – наибольшее усилие, выдерживаемое нитью до разрыва.

Абсолютное разрывное удлинение ∆ℓ, м – это приращение длины нити к моменту разрыва:

∆ℓ = ℓ1 - ℓ0,

где ℓ1 – длина нити в момент разрыва, м; ℓ0 – начальная длина нити, м.

Относительное разрывное удлинение e, % – это отношение приращения длины нити в момент разрыва к начальной длине:

. (1)

Напряжение при разрыве sР, Па – это отношение усилия при разрыве Fр, Н, к площади поперечного сечения нити А, м2:

. (2)

Порядок выполнения работы

и обработка результатов опыта

1. Измеряем линейкой длину нити.

2. Находим номинальную линейную плотность нити Т, текс (1 текс = г/км). Для этого отрезаем от катушки 1 м нити и взвешиваем его на торсионных весах. Номинальную плотность нити подсчитываем по формуле:

,

где m – масса нити, г; L – длина нити, м.

Выбираем усилие предварительного натяжения по данным, приведенным ниже.

Номинальная линейная плотность Усилие предварительного

нити, текс натяжения,

До 3 включительно 1

Свыше 3 до 5 включительно 2

» 5 » 14 » 5

» 14 » 30 » 10

» 30 » 50 » 20

» 80 » 120 » 50

» 120 » 180 » 80

» 180 » 300 » 100

» 300 » 500 » 200

3. Устанавливаем нижний зажим в соответствии с длиной испытуемой нити (500, 250 или 200 мм, что соответствует начальной длине нити ℓ0).

4. Нити, выдержанные в нормальных климатических условиях, надеваем на веретено. Предварительно с каждой упаковки отматываем и удаляем до 10 м нитей, а между испытаниями отматываем 1-3 м. Нельзя прикасаться руками к рабочему участку нити в процессе заправки.

5. Заправляем нить между раскрытыми губками верхнего и нижнего зажимов, удерживая ее постоянно в натянутом состоянии.

6. После разрыва нити отсчитываем по шкале нагрузок и по шкале удлинения полученные значения разрывной нагрузки FР и абсолютного удлинения ∆ℓ с точностью до величины минимального деления шкалы силоизмерителя.

Испытание считаем проведенным правильно, если разрыв нити происходит на расстоянии не менее 5 мм от зажима.

7. Все остальные показатели определяем по (1) и (2) и заносим их величины в табл. 3.

Таблица 3

Протокол механических испытаний

Вид нити	Номер испытания	Fр, Н	∆ℓ, мм	ε, %

Отчет о работе должен содержать:

1) название и цель работы;

2) опытные данные и вычисления, по которым определяются все величины, входящие в протокол механических испытаний;

3) протокол механических испытаний.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВА НА СЖАТИЕ

Работа выполняется в соответствии со стандартами [23] и [24].

Цель работы: опытное определение величин временного сопротивления при сжатии вдоль и поперек волокон.

Временным сопротивлением при сжатии называется отношение разрушаю­щей нагрузки к начальной площади поперечного сечения образца.

Общие положения

При испытании на сжатие пластичных материалов (мягкой стали, меди) удается определить лишь предел текучести, образцы практически не могут быть разрушены, они сплющиваются.

Хрупкие материалы (чугун, камень, бетон) разрушаются при сжатии, выдерживая при этом напряжения более высокие, чем при растяжении. Для этих материалов величина временного сопротивления при сжатии имеет большое практическое значение, так как в реальных конструкциях детали, изготовленные из хрупких материалов, обычно работа­ют на сжатие.

При испытании на сжатие применяют короткие образцы – соотношение размеров вдоль линии действия нагрузки и поперечно­го не более двух, так как с увеличением высоты образца возможно его искривление, что резко изменяет процесс деформирования, ис­кажает результаты испытания. Для испытаний используют образцы цилиндрической формы (чугун) с размерами h : d = 4 : 3 (или 3 : 2) или кубической формы с размерами для стали 10 ´ 10 ´ 10 мм; для дере­ва – 20 ´ 20 ´ 30 мм (рис. 10). Возможны и другие размеры испытуемых образцов – это определяется предельной нагрузкой испытательной машины.

Образцы из пластмасс изготавливают механической обработкой, прессованием, литьем под давлением и другими видами формирова­ния. Они имеют форму цилиндра или параллелепипеда с квадратным основанием. Высота образцов в 1,5 раза больше диаметра или стороны основания (d = 10 мм, h = 15 мм). Образцы сло­истых материалов изготавливают из плит толщиной 15 мм и более в форме параллелепипеда со стороной основания 15 мм, высотой – 22 мм. Допуски на размеры образцов в пределах ± 0,5 мм.

При испытаниях одна опора на прессе должна быть самоустанавливающейся для равномерного распределения нагрузки по се­чению.

Если записывать диаграммы сжа­тия, то они будут иметь различ­ный вид для пластичных и хрупких материалов. Например, диаграммы сжатия (рис. 11):

1 – мягкой стали,

2 – чугуна,

3 – дюралюминия,

4 – дерева вдоль волокон,

5 – дерева поперек волокон,

6 – стеклопластика.

Механические характеристики материалов при осевом сжатии определяются и называ­ются так же, как и при растяжении. Особенности поведения материалов при сжатии проявляются при нагружении за пределом упругости. На рис. 12 представлены общие виды образцов после испытания: а – из мягкой стали; б – из чугуна; в – из дерева вдоль воло­кон; г – из дерева поперек волокон. Силы трения, действующие на опорных поверхностях образца, препятствуют поперечной деформации в около опорных зонах, в связи с этим образец принимает бочкообразную форму. Влияние трения можно уменьшить путем смаз­ки опорных поверхностей или применением образцов специальной фор­мы.

У пластичных материалов модуль упругости, предел пропорциональности и предел текучести при сжатии численно близки к тем же ха­рактеристикам при растяжении. При сжатии за пределом текучести вследствие интенсивного поперечного расширения необходимое уси­лие для дальнейшего деформирования быстро возрастает. Материалы высокой пластичности могут сжиматься в тонкую пластинку без появления разрывов и определить величину временного сопротивления при сжа­тии sВ (при разрушении) практически невозможно. В этом случае вводят условную величину временного сопротивления. Условная величина временного сопротивления при сжатии пластичных материалов (в том числе и пластичных пластмасс) определяется отношением нагрузки, соответствующей физическому пределу текучести, фиксируе­мой по шкале силоизмерителя, к пер
воначальной площади поперечно­го сечения образца.

Образцы из хрупких материалов при сжатии разрушаются, распа­даясь на части (чугун имеет трещины примерно под углом 45° ¸ 50°, то есть по площадкам максимальных касательных напряжений). Разрушение твердых пород дерева сопровождается сдвигами по косым площадкам, то есть разрушение происходит по линии наиболь­ших касательных напряжений. При малом трении на торцах в дереве возникают и продольные трещины разрыва за счет больших попереч­ных деформаций. Временное сопротивление σВ, Па, при сжатии хрупких материалов определяется отношением наибольшей нагрузки FB, Н, при которой проис­ходит разрушение образца или появление в нем трещин, к площади поперечного сечения образца, м.

.

Величина σВ в значительной мере условна, она зависит от усло­вий испытания, размеров и форм образца. Для хрупких материалов величина временного сопротивления при сжатии много больше величины временного сопротивления при растяжении.

Порядок выполнения работы

и обработка результатов опыта

Для образца, испытываемого на сжатие вдоль волокон и для образца, испытываемого на сжатие поперек волокон, выполнить:

1. Замерить размеры образцов а, b, h до испытания с точностью до 0,1 мм. При сжатии вдоль волокон, волокна направлены вдоль размера h, а при сжатии поперек волокон, волокна перпенди­кулярны направлению размера h.

2. Вставить образец между захватами машины и произвести испыта­ние образца на сжатие. Постепенно увеличивая нагрузку, довес­ти образец до разрушения или до появления трещин, образец из пластического материала до заметного сплющивания. Не допускать при этом перегрузки машин. Записать величину разрушающей нагрузки FB c точностью до величины минимального деления шкалы силоизмерителя.

3. Данные обмеров и испытания, а также результаты вычислений за­нести в протокол механических испытаний (табл. 3). Обязательно указыва­ются условия на торцах (смазка или без смазки).

Деревянные образцы перед испытаниями могут быть кондиционированы. Если образцы не кондиционированы, то полученные значения величин временного сопротивления корректируются с помощью коэффициента К12, зависящего от типа древесины и влажности образца (принимаем влажность 12 %).

, 0,4 ≤ ≤ 1,52.

Таблица 3

Протокол механических испытаний.

Материал образца	Размеры образца	Разрушающая нагрузка FB, H	Временное сопротивление σB, МПа (σ12)
а, мм	b, мм	h, мм	A, м2
Дерево вдоль волокон
Дерево поперек волокон

Отчет о работе должен содержать:

1) эскизы образцов с указанием размеров до испытания;

2) величину разрушающей нагрузки, вычисление временного сопротивления при сжатии вдоль и поперек волокон;

3) эскизы образцов после испытания с описанием характера разрушения;

4) протокол механических испытаний.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. ГОСТ 7564-97. Сталь. Общие правила отбора проб заготовок и образцов механических и технологических испытаний [Текст]. – Взамен ГОСТ 7564-73; введ. . – Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации; – М.: Изд-во стандартов, 2002. – 12 с.

2. ГОСТ 16483.0-89. Древесина. Методы отбора образцов и общие требования при физико-механических испытаниях [Текст]. – Взамен ГОСТ 16483.0-78; введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1999. – 10 c.

3. ГОСТ . Пластмассы. Изготовление образцов для испытания из реактопластов. Общие требования [Текст]. – Введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1999. – 5 с.

4. ГОСТ . Пластмассы. Изготовление образцов для испытания из термопластов. Общие требования [Текст]. – Введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1999. – 5 с.

5. ГОСТ . Пластмассы. Условия кондиционирования и испытаний образцов (проб) [Текст]. – Введ. . – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1981. – 6 с.

6. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение [Текст]. – Взамен ГОСТ 1497-73; введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1993. – 35 с.

7. ГОСТ . Пластмассы. Метод определения ползучести при растяжении [Текст]. – Взамен ГОСТ ; введ. . – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1982. – 13 с.

8. ГОСТ . Пластмассы. Метод испытания на растяжение [Текст]. – Взамен ГОСТ ; введ. . – М: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1980 . – 14 с.

9. ГОСТ . Металлы. Методы испытаний на растяжение при пониженных температурах [Текст]. – Взамен ГОСТ ; введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1993. – 8 с.

10. ГОСТ . Пластмассы ячеистые эластичные. Метод испытания на растяжение [Текст]. – Введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1999. – 5 с.

11. ГОСТ . Пластмассы ячеистые жесткие. Метод испытания на растяжение [Текст]. – Введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1971. – 5 с.

12. ГОСТ . Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение [Текст]. – Взамен ГОСТ ; введ. . – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1989. – 8 с.

13. ГОСТ . Металлы. Методы испытания на растяжение тонких листов и лент [Текст]. – Взамен ГОСТ ; введ. . – М: Изд-во стандартов, 1993. – 11 с.

14. ГОСТ . Металлы. Метод испытания на растяжение при температурах от минус 100 до минус 269◦ [Текст]. – Введ. . – М.: Изд-во стандартов, 2000. – 17 с.

15. ГОСТ 3813-72. Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении [Текст]. – Взамен ГОСТ 3813-47; введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1994. – 29 с.

16. ГОСТ 6611.2-73. Нити текстильные. Методы определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве [Текст]. – Взамен ГОСТ 6611.3-69; введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1997. – 35 с.

17. ГОСТ . Кожа искусственная. Метод определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве [Текст]. – Введ. . – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1971. – 6 с.

18. ГОСТ 938.11-69. Кожа. Метод испытания на растяжение [Текст]. – Взамен ГОСТ 938-45; введ. . – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1992. – 9 с.

19. ГОСТ 3274.1-72. Волокно хлопковое. Методы определения разрывной нагрузки и линейной плотности [Текст]. – Взамен ГОСТ 3274-46; введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1997. – 24 с.

20. ГОСТ . Шерсть. Методы определения разрывной нагрузки [Текст]. – Взамен ГОСТ ; введ. . – Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации; М.: Изд-во стандартов, 1995. – 11 с.

21. ГОСТ 10213.2-73. Волокно и жгут химические. Метод определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве [Текст]. – Взамен ГОСТ ; введ. . – Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации; М.: Изд-во стандартов, 2003. – 8 с.

22. ГОСТ 23785.1-2001. Ткань кордная. Метод определения разрывной нагрузки и удлинений [Текст]. – Взамен ГОСТ 8537-72; введ. . – Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации; М.: Изд-во стандартов, 2002. – 8 с.

23. ГОСТ 16483.10-73. Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон [Текст]. – Взамен ГОСТ 16483.10-72; введ. . – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1999. – 6 с.

24. ГОСТ 16483.11-72. Древесина. Метод определения условного предела прочности при сжатии поперек волокон [Текст]. – Взамен ГОСТ ; введ. . – М.: Изд-во стандартов, 1999. – 4 с.

Дополнительная

25. Александров материалов: учеб. для вузов / , , . – М.: Высшая школа, 1995. – 560 с.

26. Жуковец испытания металлов / . – М.: Высшая школа, 1980. – 191 с.

27. Сопротивление материалов / , , и др. – Киев: Высшая школа, 1986. – 775 с.

28. Дарков материалов / , . – М.: Высшая школа, 1989. – 624 с.

ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ

Методические указания

к выполнению лабораторных работ 1-3

по курсу «Сопротивление материалов»

Составили: ГИЛЬМАН Александр Абрамович

ПОПОВА Наталья Евгеньевна

Рецензент

Корректор

Лицензия ИД № 000 от 14.11.01

Подписано в печать Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл. печ. л. Уч.-изд. л.

Тираж экз. Заказ Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ. Саратов, Политехническая ул., 77