Задание на работу № 1.

Задача 1 (по вариантам). Определить основные свойства стали: модуль упругости Е; относительное удлинение ; относительное сужение ; параметры прочностных свойств материала (пределы пропорциональности _пц, текучести _т (_0,2), прочности _в) по заданной диаграмме (рисунок 3); твердость НВ; предел выносливости _-1.

Исходные данные:

№ варианта	l0, мм	F0, мм2	P, Н	l103, мм	F1, мм2	l1, мм	№ диаграммы
1	2	3	4	5	6	7	8
1	125	490	3090	3,7	392	150	I
2	100	320	1680	2,5	272	130	II
3	80	180	810	2,0	135	104	III
4	75	80	530	2,6	57	84	IV
5	50	50	360	1,7	35	56	V
6	40	30	190	1,6	24	50	VI
1	2	3	4	5	6	7	8
7	30	20	160	1,2	18	39	VII
8	25	12	82	1,0	10	35	VIII
9	20	10	72	0,6	7,5	24	IX
10	15	8	24	0,5	6,2	18	X
11	80	180	810	2,0	135	104	II
12	50	50	360	1,7	35	56	III
13	25	12	82	1,0	10	35	VI
14	15	8	24	0,5	6,2	18	VIII
15	125	490	3090	3,7	392	150	X
16	120	450	3000	3,5	352	145	I
17	110	350	1880	3,1	302	135	IV
18	95	220	1120	2,4	172	125	V
19	70	75	510	1,9	52	79	VII
20	65	70	430	1,8	47	74	IX
21	45	50	275	1,6	44	55	I
22	85	200	910	2,1	155	109	II
23	35	25	175	1,3	23	45	III
24	115	315	1980	3,3	267	140	IV
25	105	300	1780	3,0	252	135	V
26	60	60	400	1,8	45	66	VI
27	55	45	380	1,7	30	61	VII
28	110	320	1885	3,1	272	139	VIII
29	70	80	550	1,9	57	78	IX
30	90	300	1580	2,3	255	120	X

Задача 2. Для разрушения на маятниковом копре стандартного образца стали сечением 1,0  1,0 см и длиной 5,5 см была затрачена работа А = 12,21кгм. Удар произведен по надрезу в образце, глубина которого 0,2 см. Определить ударную вязкость стали.

Задача 3. Образец углеродистой стали испытывался на твердость на прессе Бринелля шариком D = 10 мм под нагрузкой Р = 3000 кгс. Получены три отпечатка с диаметрами 5,09 мм; 5,15 мм; 5,12 мм. Определить твердость и предел прочности.

Задача 4. На сколько удлинится стержень длиной 4 м из стали с пределом текучести _т = 285 МПа, если внутреннее напряжение ₀ (₀ = P/F₀) составит 0,62 от предела текучести.

При решении задачи необходимо воспользоваться формулой для определения модуля упругости. Значение модуля упругости принять из 1 задачи.

Рисунок 3 – Условные диаграммы растяжения материалов

(диаграммы I, IV, V, VII, VIII, IX – имеют выраженную площадку текучести, а у диаграмм II, III, VI, X – площадка текучести отсутствует)

Пример решения задачи 1.

Определить основные свойства материалов: модуль упругости Е; относительное удлинение ; относительное сужение ; параметры прочностных свойств материала (пределы пропорциональности _пц, текучести _т (_0,2), прочности _в) по заданной диаграмме; твердость НВ, предел выносливости _-1.

Исходные данные:

l0, мм	F0, мм2	P, Н	l103, мм	F1, мм2	l1, мм	№ диаграммы
70	85	520	2,4	67	78	рисунок 1

Решение:

1. Определение модуля упругости:

.

2. Определение показателей пластичности:

- относительное удлинение ;

- относительное сужение .

3. Определение параметров прочности по диаграмме (смотри рисунок 1)

- предел пропорциональности характеризует конец прямолинейного участка диаграммы: _пц = 270 МПа, т.к. до этой точки график прямолинеен, далее он искривляется.

- поскольку на диаграмме нет явно выраженной площадки текучести, то определяем условный предел текучести _0,2. Для этого определим напряжение, соответствующее 1,0% деформации _1,0 =350 МПа, т.е.

270  _0,2  350,

.

(Если диаграмма имеет площадку текучести, то необходимо определить предел текучести _т, значение которого соответствует горизонтальному прямолинейному участку диаграммы (площадке текучести).)

- прослеживая характер кривой при возрастании нагрузки, доходим до точки экстремума (наивысшая точка диаграммы), которая и характеризует предел прочности (временного сопротивления) – _в = 460 МПа..

4. Определение твердости: _в = (0,34 … 0,36)НВ;

_в = 0,35  НВ  НВ = _в /0,35 = 460 /0,35 = 1314 МПа.=131,4 кгс/мм².

5. Определение предела выносливости: _-1 =0,43_в=0,43460 =197,8МПа.

Ответ. Е = 178,4 10³ МПа;  = 11,4%;  = 21,2%; _пц = 270 МПа; _0,2 = 286 МПа; _в = 460 МПа; НВ = 131,4 кгс/мм², _-1 = 197,8 МПа.

Справочные данные: 1 кгс/мм² = 10 МПа.