|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
страницы:
1
2
3
4
5
Текущая страница: 1
|
|
Основы конструирования приборов
Реферат по теме
Основные механические характеристики материалов
Студента группы ИУ 3-32
Кондратова Николая
Диаграмма растяжения
Построение диаграммы растяжения-сжатия является основной задачей испытаний на растяжение-сжатие. Для этих испытаний используются цилиндрические образцы; полученные диаграммы являются зависимостью между силой, действующей на образец, и его удлинением. На рис. 1 показана типичная для углеродистой стали диаграмма испытания образца в координатах P, (l. Кривая условно может быть разделена на четыре зоны.
Зона ОА носит название зоны упругости. Здесь материал под чиняется закону Гука и
Рис. 1.
Удли нения (l на участке ОА очень малы, и прямая ОА, будучи вы черченной в масштабе, совпадала бы в пределах ширины линии с осью ординат. Величина силы, для которой остается справедли вым закон Гука, зависит от размеров образца и физических свойств материала.
Зона АВ называется зоной общей текучести, а. участок АВ диаграммы — площадкой текучести. Здесь происходит существен ное изменение длины образца без заметного увеличения нагрузки. В большинстве случаев при испытании на растяжение и сжатие площадка АВ не обнаруживается, и диаграмма растяжения образца имеет вид кривых, показанных на рис. 2. Кривая 1 ти пична для алюминия и отожженной меди, кривая 2 — для высоко качественных легированных сталей.
Зона ВС называется зоной упрочнения. Здесь удлинение образца сопровождается возрастанием нагрузки, но неизмеримо более мед ленным (в сотни раз), чем на упругом участке. В стадии упрочнения на образце намечается место будущего разрыва и начинает образо вываться так называемая шейка — местное сужение образца (рис.3). По мере растяжения об разца утонение шейки прогрессирует. Когда от носительное уменьшение площади сечения срав няется с относительным возрастанием напряже ния, сила Р достигнет максимума (точка С). В дальнейшем удлинение образца происходит с уменьшением силы, хотя среднее напряжение в поперечном сечении шей ки и возрастает. Удлинение образца носит в этом случае местный характер, и поэтому участок кривой CD называется зоной местной текучести. Точка D соответствует разрушению образца. У многих материалов разрушение происходит без заметного образования шейки.
Если испытуемый образец, не доводя до разрушения, разгру зить (точка К рис. 4), то в процессе, разгрузки зависимость между силой Р и удлинением (l изобразится прямой КL (рис. 4). Опыт показывает, что эта прямая параллельна прямой ОА.
Рис. 2
При разгрузке удлинение полностью не исчезает. Оно уменьшается на величину упругой части удлинения (отрезок LM). Отрезок OL представляет собой остаточное удлинение. Его называют также пластическим удлинением, а соответствующую ему деформацию — пластической деформацией. Таким образом,
ОМ=(lупр + (lост.
Соответственно
( = (упр + (ост
Если образец был нагружен в пределах участка ОА и затем раз гружен, то удлинение будет чисто упругим, и (lост = 0.
Рис. 3
При повторном нагружении образца диаграмма растяжения при нимает вид прямой LK и далее — кривой KCD (рис.4), как будто промежуточной разгрузки и не было.
Если взять два одинаковых образца, изготовленных из одного и того же материала, причем один из образцов до испытания нагружению не под вергается, а другой — был пред варительно нагружен силами, вызвавшими в образце остаточ ные деформации.
Рис. 4
Испытывая первый образец, мы получим диаграмму растя жения OABCD, показанную на рис. 5, а. При испытании вто рого образца отсчет удлинения будет производиться от ненагруженного состояния, и остаточное удлинение OL уч тено не будет. В результате по лучим укороченную диаграмму LKCD (рис. 5, б). Отрезок МК соответствует силе предваритель ного нагружения. Таким образом, вид диаграммы для одного и того же материала зависит от степени начального нагружения (вытяжки), а само нагружение выступает теперь уже в роли неко торой предварительной технологической операции. Весьма сущест венным является то, что отрезок LK (рис. 5,б) оказывается больше отрезка ОА. Следовательно, в результате предварительной вытяжки материал приобретает способность воспринимать без остаточных деформаций большие нагрузки.
Рис. 5
Явление повышения упругих свойств материала в результате предварительного пластического деформирования носит название наклепа, или нагартовки, и широко используется в технике.
Например, для придания упругих свойств листовой меди или ла туни, ее в холодном состоянии прокатывают на валках. Цепи, тросы, ремни часто подвергают предварительной вытяжке силами, превыша ющими рабочие, с тем, чтобы избежать остаточных удлинений в даль нейшем. В некоторых случаях явление наклепа оказывается нежела тельным, как, например, в процессе штамповки многих тонкостен ных деталей. В этом случае для того, чтобы избежать разрыва листа, вытяжку производят в несколько ступеней. Перед очередной опера цией вытяжки деталь подвергается отжигу, в результате которого наклеп снимается.
Основные механические характеристики материала
Для того, чтобы оценить свойства не образца, а материала, перестраивается диаграмма растяжения P = f ((l) в коорди натах ( и (. Для этого уменьшим в F раз ординаты и в l раз абс циссы, где F и l — соответственно площадь поперечного сечения и рабочая длина образца до нагружения. Так как эти величины по стоянны, то диаграмма ( = f (() имеет тот же вид, что и диаграмма растяжения, но будет характеризовать уже не свойства образца, а свойства ма териала.
Текущая страница: 1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
