Испытание на растяжение проводится на мягкой стали, стали Тор и высокопрочной стали для определения таких свойств, как модуль Юнга, предел прочности и процентное удлинение. При испытании на растяжение стальной стержень подвергается нагрузке на растяжение с помощью универсальной испытательной машины (UTM).
Устройство оборудования и процедура проведения испытания на растяжение стального стержня подробно описаны в этой статье.
Оборудование для испытания стали на растяжение
Для испытания на растяжение требуется:
Универсальная испытательная машина (УИТМ)
UTM состоит из двух основных блоков, один из которых – блок загрузки, а другой – панель управления.
Рис.1.Универсальная испытательная машина (УИТМ)
Загрузочное устройство: Нагружение образца происходит в блоке нагружения. На рисунке выше оборудование, расположенное слева, называется блоком нагружения. Нагрузочное устройство состоит из трех траверс, а именно верхняя головка, средняя головка, и нижняя траверса. Эти траверсы используются в зависимости от типа нагрузки (растяжение, сжатие или сдвиг), приложенной к образцу. При испытании на растяжение используются верхняя и нижняя траверсы.
Панель управления: Этот блок облегчает приложение нагрузки к образцу. Приложение нагрузки осуществляется под действием гидравлического давления. Для измерения и индикации силы, действующей на образец, установлен маятниковый динамометр.
Сбоку на панели управления установлен большой диск индикации нагрузки со стеклянной крышкой. Циферблат индикации диапазона должен быть отрегулирован для конкретного выбранного диапазона.
Теория
Образец подвергается постоянной нагрузке на растяжение, и отмечается удлинение, вызванное в стальном стержне, от нагрузки в пределах предела упругости. Тщательно отмечаются значения нагрузки в точке текучести, точке разрыва и предельной точке.
По полученным значениям рассчитываются напряжения и деформации и наносятся на график. Из полученных данных мы получаем:
Процедура испытания стального стержня на растяжение
Рис.2. Испытание на растяжение стальных стержней на УТМ
. Длина калибра может быть отмечена на образце с помощью перфоратора.Коэффициент безопасности = 3, т.е. предельное напряжение = 140×3 = 420 Н/мм².
Предельная нагрузка = 420 x площадь с\s.
Исходя из предельной нагрузки, можно определить используемый диапазон.
Как показано на рисунке 4 ниже, как только нагрузка пересекает предельное напряжение (предельная нагрузка), в стальном стержне начинает образовываться шейка. Смятие – это значительное уменьшение площади поперечного сечения стального стержня.
Рис.3.Ожерелье стального стержня под нагрузкой растяжения
Закройте правый регулирующий клапан и выньте сломанную деталь. Откройте левый регулирующий клапан, чтобы откачать масло. Максимальная мощность образца видна на фоне красного указателя. Измерьте диаметр образца у горловины.
Изменение длины определяется по показаниям экстензометра. Следовательно,
Деформация = Изменение длины/Оригинальная длина
Напряжение при различных значениях деформации также определяется как: напряжение = нагрузка / площадь;
При различных значениях напряжения и соответствующих деформациях строится график напряжения-деформации.
Рис.4.График напряжения-деформации для испытания на растяжение стального стержня
Результаты испытания стального стержня на растяжение
1. Модуль Юнга = ______ Н/мм²
2. Предел текучести = ______ Н/мм²
3. Предельное напряжение = ______ Н/мм²
4. Номинальное разрывное напряжение = ______ Н/мм²
5. Фактическое разрушающее напряжение = ______ Н/мм²
6. % удлинения = ______
7. % уменьшения для площади = ______
Вопросы к экзамену – Знаете ли вы?
1. Почему испытательная машина называется универсальной испытательной машиной?
2. Какова максимальная производительность УТМ в лаборатории?
3. Каковы возможные диапазоны в УТМ и каков соответствующий наименьший отсчет?
4. Как изменить нагрузочную способность УТМ?
5. Как захватить образец для испытания на растяжение?
6. Как установить указатель нагрузки на ноль в UTM?
7. Для чего используется фиктивный указатель?
8. Как называется прибор, используемый для измерения удлинения образца при испытании на растяжение?
9. Что такое длина калибра? Объясните ее важность.
10. Какая длина калибра используется для испытания на растяжение?
11. Какие предварительные действия необходимо выполнить перед установкой образца на испытательную машину для любого испытания?
12. Определите подвижную траверсу в UTM?
13. Объясните термины “пластичность” и “хрупкость”. Приведите пример.
14. Проведите различие между пределом упругости и пределом текучести.
15. Как отличить предел упругости от предела пропорциональности?
16. Какова цель вычисления процентного удлинения и процентного уменьшения площади при испытании на растяжение?
17. Что понимается под изотропным материалом?
18. Когда образуется шейка при испытании на растяжение?
19. Почему разрушающая нагрузка меньше максимальной?
20. Что такое истинная кривая напряжение-деформация?
21. Как найти площадь поперечного сечения деформированного бруса?
- Универсальная испытательная машина – компоненты и функции.
- 5 основных типов клапанов в водопроводной системе.
- Испытание бетона на изгиб, его значение, процедуры и применение.
- Траверсирование в геодезии – виды и методы.
- Прочность при растяжении при раскалывании цилиндрического образца бетона.
- Какие существуют важные типы приспособлений для труб?.
- Оценка прочности бетонных конструкций с помощью испытания физической нагрузкой.