5. Содержание отчета

1. Схема нагружения образца.

2. Эпюры поперечной силы и изгибающего момента М для образца.

3. Эпюра нормальных напряжений, возникающих в поперечных сечениях образца при отсутствии вращения.

4. График изменения нормальных напряжений в поперечных сечениях образца при его вращении с указанием характеристики цикла напряжений.

5. Кривая усталости с асимптотой.

6. Значение предела выносливости .

Литература…

Вопросы для самопроверки

1. Какое явление понимают под усталостью металлов?

2. Какое практическое значение имеют испытания материала при переменных напряжениях?

3. Что называется пределом выносливости?

4. Как производятся испытания материалов на усталость?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ МАТЕРИАЛА

1. Цель работы

Определение ударной вязкости пластичного и хрупкого материалов.

2. Основные теоретические положения

Характер работы материала – его сопротивление действию внешней нагрузки в значительной степени зависит от характера изменения этой нагрузки. Для оценки способности материала сопротивляться ударной нагрузке широко применяются испытания на ударный изгиб. Основное его назначение – оценка сопротивления материала хрупкому разрушению.

За меру способности материала сопротивляться ударным нагрузкам принимается работа А, затраченная на разрушение образца в месте излома. Эта величина называется ударной вязкостью материала (Дж/м² или )

для стали А=200

для чугуна А=10,9

,

где h – высота сечения, b- ширина сечения

Хрупкость материала можно определить не только по величине ударной вязкости, но и по виду излома. Хрупкое разрушение характеризуется отсутствием остаточной деформации в поперечном сечении образца и кристаллическим блеском поверхности излома. При вязком разрушении сечение образца деформируется, строение поверхности излома волокнистое, матовое, без блеска.

3. Описание лабораторной установки

Испытания материалов на ударный изгиб проводятся на маятниковых копрах. Схема маятникового копра показана рис. 232. Маятник с закалённым ножом фиксируется в определённом положении на высоте Н. Угол между вертикалью

Рис. 23

рамы и маятником во взведённом положении обозначаем через α. В этом положении маятник обладает определённым запасом потенциальной энергии.

.

Образец типа Менаже, форма и размеры которого изображены на рис. 24, устанавливается на опоры маятникового копра. Такой образец имеет надрез, по-казанный на рис. 24. Удар маятника по образцу происходит со стороны, противоположной надрезу. У дна надреза возникает объёмное напряжённое состояние с положительными (растягивающими) главными напряжениями (см. рис. 25).

Рис. 24

Эти напряжения затрудняют пластическую деформацию в материале образца.

Освобождённый от фиксации маятник падает с высоты Н на образец (повора-

Рис. 25

чиваясь относительно оси О) и после удара по образцу отклоняется на угол β, поднимаясь на высоту Н₁. Углы отклонения маятника до падения и после падения автоматически фиксируются стрелками. Шкала стрелок на маятнике проградуирована в килограмм-метрах, это позволяет вычислить работу А, затраченную на разрушение образца, как разность значений потенциальной энергии маятника в его начальном и конечном положениях.