Отчет по лабораторной работе по сопромату МГТУ ГА Иркутсткий филиал

Отчет по лабораторной работе
"Испытание малоуглеродистой стали на растяжение "
I.
Приборы и материалы: Измерительный инструмент (штангенциркуль и
линейка), маркер или керн, диаграммная или миллиметровая бумага.
II.
Эскиз и размеры образца до испытания
Размеры образца до испытания наносим на эскиз образца. На рабочую часть
образца (l), маркером или керном наносим метки, через каждые 5 мм.
5
d0=
l0=50 мм
l=
L=
Рисунок 1. Эскиз образца из малоуглеродистой стали до испытания
III. Размеры образца после испытания
lк=63 мм, (замеряется между кернами при соединении частей образца после разрыва);
dш=6,9 мм, (замеряем в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в наименьшем
сечении шейки и вычисляем среднее значение).
dш
lк
Рисунок 2. Образец из малоуглеродистой стали после испытания
Обработка диаграммы растяжения
1. Копируем диаграмму растяжения из выданного преподавателем задания и
записываем значение максимальной нагрузки Fмакс=37,3*10 3 Н;
2. Разбиваем диаграмму на участки и наносим на диаграмму соответствующие
точки и их обозначения. (пример оформления диаграммы растяжения);
3. Определяем масштаб диаграммы по оси ординат:
kF = Fвр / ЕЕ1 =37300/90 = 414,44 Н/мм
4. Замеряем на диаграмме ординаты точек А, В, С и К.
5. Ордината точки А равна 40 мм;
Ордината точки В равна 50 мм.
Ордината точки С равна 56 мм
Ордината точки К равна 64 мм
6. Определяем значения Fпц, Fупр, Fт и Fк.:
Fпц = ОА*kF = 40*414,44= 16 578 Н
Fупр = ОВ*kF = 50*414,44= 20 722 Н
Fт = ОС*kF = 56*414,44= 23 209 Н
Fк = КN*kF = 64*414,44= 26 524 Н
7. Из точки К диаграммы проводим прямую КМ, параллельно участку АВ.
8. Определяем абсолютную остаточную деформацию:
lост = lk – l0 = 63 – 50 = 13 мм
9. Остаточная деформация lост графически равна длине отрезка ОМ. Определяем
масштаб диаграммы по оси абсцисс, для чего значение остаточной деформации
lост делим на длину отрезка ОМ в мм: k∆l = 13/158 = 0,082
10.Определяем величину упругой деформации:
lупр= MN* k∆l = 20*0.082 = 1,646 мм
11.Определяем полную деформацию:
l = lупр + lост = 13 + 1,646 = 14,646 мм
12.Выполняем градуировку осей диаграммы растяжения
Ось ординат (ЦДF=5000Н )
F = ЕЕ1 * ЦДF / Fmax =90*5000/37300= 12.06 мм
Ось абсцисс (ЦДl=2 мм)
l = ОМ * ЦДl / lост =158*2/0,082= 3840,62 мм
IV.
Расчет диаграммы условных напряжений
Копируем диаграмму растяжения и пересчитываем ее в новых координатах;
1.
Разбиваем диаграмму на участки и проставляем соответствующие точки и их
обозначения (пример оформления диаграммы условных напряжений);
2.
Площадь поперечного сечения образца до испытания:
А0 
3.
3,14  ........2
 .........мм 2 =3,14*10,12/4= 80,08 мм2
4
Fпц ................
Н
=16 578/80,08= 207,02 Н/мм2

 .............
2
А0 ...............
мм
Предел текучести
т 
5.
4

Предел пропорциональности
 пц 
4.
d 0 2
Fт ............
Н

 .............
=23 209/80,08= 289,83 Н/мм2
2
А0 .............
мм
Предел прочности (временное сопротивление разрыву)
 вр 
Fм акс ...............
Н

 .....................
=37 300/80,08= 465,8 Н/мм2
2
А0
...............
мм
Конечное напряжение
6.
к 
Fк ................
Н

 ..................
=26 524/80,08= 331,23 Н/мм2
2
А0 ................
мм
Масштаб диаграммы по шкале напряжений
7.
к 
 вр
ЕЕ1

..............
МПа
=465,8/90= 5,18 МПа/мм
 ...............
...............
мм
Относительное остаточное удлинение
8.

lост
..............
 100% 
100%  .................% = (13/50)*100% =26%
l0
................
Масштаб диаграммы по шкале относительной продольной деформации
9.
к 

ОМ

...............
%
 .....................
= 26/158 = 0,165 %/мм
...............
мм
Площадь сечения шейки
10.
Аш 
d ш 2
3,14  ........2

 ......................мм 2 =3,14*6,92/4 = 37,37 мм2
4
4
Относительное остаточное сужение площади поперечного сечения
11.

А0  Аш
..........  ...........
100% 
100%  .................% ={(10,1 - 6,9)/10,1}*100%=28,83 %
А0
...........
Градуировка осей диаграммы условных напряжений:
Ось ординат (ЦД =100 МПа):
12.
 
ЕЕ1  ЦД
 вр

...............  .............
 .................мм ;=90*100/465,8 = 19,32 мм
................
Ось абсцисс (ЦД= 5%):
 
ОМ  ЦД


............  .............
 ..............мм .= 158*5%/26% = 30,38 мм
..................
Истинное конечное напряжение:
13.
 кист 
14.
Fк ......................
Н

 ...............
= 26 524 / 37,37 = 709,69 Н/мм2
Аш .....................
мм 2
Вязкость материала:
а 
   ............  ...........  ......... =
с
вр
= 465,8*0,26=121,11 Н/мм2
 - безразмерная величина.
15. Удельная прочность:
 вр .......

 ........... =465,8*106/78 500 = 5934 мм-1

......
 - удельный вес материала. Для стали =78500 Н/м3.
VI.
Выводы:_____________________________________________________________
___________________________________________________________________.
Отчет по лабораторной работе
"Испытание алюминиевого сплава на растяжение "
I.
Приборы и материалы:
Измерительный инструмент (штангенциркуль и линейка), маркер или керн,
диаграммная или миллиметровая бумага, образец.
II.
Размеры образца до испытания
Размеры образца до испытания наносятся на эскиз образца. На рабочую часть
образца (l), маркером или керном наносятся метки, через каждые 5 мм.
5
d0=
l0=50 мм
l=
L=
Рисунок. 5. Эскиз образца из алюминиевого сплава Д16 до испытания
1.
Размеры образца после испытания
lк=______ мм, (замеряем между кернами при соединении частей образца после
разрыва);
dш=______ мм, (замеряем в двух взаимно перпендикулярных плоскостях вблизи
места разрыва и вычисляем среднее значение).
dш
lк
Рисунок 6. Образец из алюминиевого сплава Д16 после испытания
IV.
Обработка диаграммы растяжения
1.
Копируем диаграмму растяжения из выданного преподавателем задания и
записываем значение максимальной нагрузки Fмакс=…………Н;
2.
Разбиваем диаграмму на участки и наносим на диаграмму соответствующие
точки и их обозначения (пример оформления диаграммы растяжения Д16).
3.
Определяем масштаб диаграммы по оси ординат:
kF 
Fв р
EE1

.........
Н
 ..........
;
........
мм
4.
Замеряем на диаграмме ординаты точек А, В и К.
5.
Определяем значения Fпц, Fупр и Fк.:
6.
7.
Из точки К диаграммы проводим прямую КМ, параллельно участку АВ.
Определяем абсолютную остаточную деформацию:
F
 ОА  k  .................  ..............  ..............Н ,
пц
1
F
F
 ОВ  k  ................  ..............  .............Н ,
упр
1
F
F  KN  k  .................  ..............  .............Н .
к
F.
lост  lк  l0  .........  ............  .............мм;
8.
9.
Остаточная деформация lост графически равна длине отрезка ОМ.
Определяем масштаб диаграммы по оси абсцисс (для чего значение остаточной
деформации lост делим на длину отрезка ОМ в мм):
k l 
10.
lост lк  l0 ..............
мм


 ........
;
OM
ОМ
.........
мм
Определяем величину упругой деформации:
l упр  MN  k l  .........  ........  .............мм;
11.
Определяем полную деформацию:
l  l упр  lост  .........  .............  ............мм;
12.
Выполняем градуировку осей диаграммы растяжения
ЕЕ1  ЦД F ........  ..........

 ............ мм,
Fм акс
............
ОМ  ЦДl ............  .............
Ось абсцисс:  l 

 ........... мм;
lост
.............
Ось ординат (F):  F 
V.
Расчет диаграммы условных напряжений
1.
2.
Копируем диаграмму растяжения и пересчитываем ее в новых координатах;
Разбиваем диаграмму на участки и проставляем соответствующие точки и их
обозначения (пример оформления диаграммы условных напряжений Д16);
Площадь поперечного сечения образца до испытания:
3.
d 0 2
3,14  ........2
А0 

 .........мм 2
4
4
4.
Предел пропорциональности:
 пц 
5.
Fпц ................
Н

 .............
А0 ...............
мм 2
Предел прочности (временное сопротивление разрыву):
 вр 
Fм акс ...............
Н

 .....................
А0
...............
мм 2
6.
Конечное напряжение:
к 
7.
Fк ................
Н

 ..................
А0 ................
мм 2
Масштаб диаграммы по шкале напряжений:
к 
8.
Масштаб диаграммы по шкале относительной продольной деформации:
ОМ

d ш 2
4

3,14  ........2
 ......................мм 2
4
А0  Аш
..........  ...........
100% 
100%  .................%
А0
...........
Градуировка осей диаграммы условных напряжений:
Ось ординат:   ЕЕ1  ЦД  ...............  .............  .................мм
 вр
Ось абсцисс:   
13.
................
ОМ  ЦД


............  .............
 ..............мм
..................
Длина отрезка соответствующая остаточной деформации в 0,2 %:
OL 
14.
15.
...........
%
 ..............
...........
мм
Относительное остаточное сужение площади поперечного сечения:

12.

Площадь сечения шейки:
Аш 
11.
.............. МПа

...............
мм
lост
..............
100% 
100%  .................%
l0
................
к 
10.
ЕЕ1

Относительное остаточное удлинение:

9.
 вр
ОМ

 0,2 % 
.............
 0,2 %  ........мм
.............
Длина отрезка OC =………… на диаграмме условных напряжений
Условный предел текучести:
/
 0,2  ОС /  k  ............. .............  ................МПа
16.
Истинное конечное напряжение:
 кист 
17.
Вязкость материала:
18.
Удельная прочность:
Fк ......................
Н

 ...............
Аш .....................
мм 2
а 
   ............  ...........  .........
с
вр
 вр .......

 ...........

......
 - удельный вес материала. Для алюминиевого сплава =27000 Н/м3.
VI.
Выводы:_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
__________________________________________________
Отчет по лабораторной работе
"Испытание металлов на сжатие "
I.
Приборы и материалы: Измерительный инструмент (штангенциркуль и
линейка), маркер или керн, диаграммная или миллиметровая бумага, образцы из
малоуглеродистой стали, алюминиевого сплава Д16 и серого чугуна..
II.
Эскиз и размеры образца до и после испытания
Размеры образца до и после испытаний наносим на эскиз.
б)
/
dk =.....
/
dk =....
hk =......
hk =.....
/
h0 =.........
dk =....
dk =......
dk =.......
dk =....
г)
в)
hk =......
а)
Трещина
d0 =.......
Трещины
Рисунок. 9. Эскиз и размеры образца для испытаний на сжатие до и после испытания
а) образец
до испытания; б) после испытания из малоуглеродистой стали; в) после
испытания из алюминиевого сплава Д16; г) после испытания из серого чугуна.
hк=…………. мм;
dк=………… мм, (замеряем в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в
наибольшем сечении образца и вычисляем среднее значение).
III.
1.
2.
3.
Обработка диаграммы сжатия
Копируем диаграмму сжатия из выданного преподавателем задания и
записываем значение максимальной нагрузки Fмакс=…………Н;
Разбиваем диаграмму на участки и наносим на диаграмму соответствующие
точки и их обозначения (пример оформления диаграммы сжатия).
Определяем масштаб диаграммы по оси ординат:
kF 
Fм акс
.........
Н

 ..........
;
EE1
........
мм
4.
Замеряем на диаграмме ординаты точек А, В и К.
5.
Определяем значения Fпц, Fупрг и Fк.:
F F
 ОА * k  .................  ..............  ..............Н
пц
упрг
1 F
F  KN * k  .................  ..............  .............Н .
к
F.
6.
7.
Из точки К диаграммы проводим прямую КМ, параллельно участку АВ.
Определяем абсолютную остаточную деформацию:
hост  hк  h0  .........  ............  .............мм;
Остаточная деформация hост графически равна длине отрезка ОМ.
8. Определяем масштаб диаграммы по оси абсцисс, для чего значение остаточной
деформации hост делим на длину отрезка ОМ в мм:
k h 
9.
hост hк  h0 ..............
мм


 ........
;
OM
ОМ
.........
мм
Определяем величину упругой деформации:
hупрг  MN  k h  .........  ........  ............. мм;
10.
Определяем полную деформацию:
h  hупрг  hост  .........  .............  ............мм;
11. Выполняем градуировку осей диаграммы сжатия:
Ось ординат (F):
F 
Ось абсцисс:
h 
ЕЕ1  ЦД F ........  ..........

 ............ мм,
Fм акс
............
ОМ  ЦД h ............  .............

 ........... мм;
hост
.............
IV. Расчет диаграммы условных напряжений
Копируем диаграмму сжатия и пересчитываем ее в новых координатах;
Разбиваем диаграмму на участки, проставляем соответствующие точки и их
обозначения (пример оформления диаграммы условных напряжений);
3.
Последовательно определяем:
4.
Площадь поперечного сечения образца до испытания:
1.
2.
d 0 2
3,14  ........2
А0 

 .........мм 2
4
4
5.
Предел пропорциональности и предел упругости:
 пц   упрг 
6.
Предел прочности (временное сопротивление сжатию):
 пч   вс 
7.
Fпц ................
Н

 .............
А0 ...............
мм 2
Конечное напряжение:
Fм акс ...............
Н

 .....................
А0
...............
мм 2
к 
8.
Fк ................
Н

 ..................
А0 ................
мм 2
Масштаб диаграммы по шкале напряжений:
к 
9.
Масштаб диаграммы по шкале относительного укорочения:
H
...............
%

 .....................
ОМ ...............
мм
Наибольшая площадь сечения образца:
Амакс 
12.
..............
МПа
 ..........
...............
мм
hост
.........
 100% 
 100%  .........%
h0
........
кН 
11.
ЕЕ1

Относительное остаточное укорочение образца:
H
10.
 пч
d к 2

4
3,14  ........2
 ......................мм 2
4
Относительное остаточное уширение площади поперечного сечения:

Ам акс  А0
..........  ...........
100% 
100%  .................%
А0
...........
13. Выполняем градуировку осей диаграммы условных напряжений:
Ось ординат:
 
ЕЕ1  ЦД
Ось абсцисс:
H 
14.
 пч
...............  .............
 ................. мм
................
ОМ  ЦД H ............  .............

 ..............мм
H
..................
Определяем истинное конечное напряжение:
 кист 
15.

Fк
......................
Н

 ...............
Ам акс .....................
мм 2
Вязкость материала:
а 
 Н  ............  ...........  .........
с
вс
Н - безразмерная величина.
16. Удельная прочность:
 в с .......

 ...........

......
 - удельный вес материала. Для серого чугуна =68000….74000 Н/м3.
Выводы:__________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Отчет по лабораторной работе
"Испытание металлов на срез"
I.
Приборы и материалы: Измерительный инструмент (штангенциркуль линейка),
маркер или керн, диаграммная или миллиметровая бумага, образец.
II.
Эскиз и размеры образца до испытания
(Диаметр образца замеряется в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и на
эскиз наносится среднее значение.)
III. Размеры поперечного сечения образца после испытания
(Все указанные размеры замеряются с двух сторон у крайних частей образца, а на
эскиз наносятся средние значения).
Сталь
Серп смятия
dк=.….
Д16
d1к=…..
hсм=…...
dк=.….
d1к=….
.
Рисунок. 12. Эскиз и размеры образца для испытаний на срез после испытания
а) образец из малоуглеродистой стали;
б) образец из алюминиевого сплава Д16.
IV.
Обработка диаграммы среза
1. Копируем диаграмму среза из выданного преподавателем задания и
записываем значение максимальной нагрузки Fмакс=…………Н;
2. Разбиваем диаграмму на участки и наносим на диаграмму соответствующие
точки и их обозначения (пример оформления диаграммы среза).
3. Определяем масштаб диаграммы по оси ординат:
kF 
Fм акс
.........
Н

 ..........
;
EE1
........
мм
4.
5.
Замеряем на диаграмме ординаты точек А, В и К.
Определяем значения Fпц, Fупр и Fк. :
6.
Определяем деформацию смятия:
F
 ОА  k  .................  ..............  ..............Н ,
пц
1
F
F
 ОВ  k  ................  ..............  .............Н ,
упр
1
F
F  KN  k
 .................  ..............  .............Н .
к
F.
aсм  hсм  ..........мм
7.
Определяем остаточную деформацию сжатия:
aсж  d 0  d к  .........  ............  ............мм
8.
Определяем суммарную остаточную деформацию:
aост  aсм  aсж  ..............  ...............  ..............мм
9.
Определяем масштаб по оси абсцисс:
k a 
aост ..........
мм

 .............
ОМ
...........
мм
10. Определяем величину упругой деформации:
a упрг  k a  MN  ............. ...............  ..................мм
11. Определяем полную деформацию:
a  aост  a упрг =……….+…………=………….мм
12. Выполняем градуировку осей диаграммы:
Ось ординат (ЦДF=5000 Н):
ЕЕ1  ЦД F
........  ..........

 ............ мм,
Fм акс
............
F 
Ось абсцисс (ЦДh=1 мм):
 a 
ОМ  ЦД h ...........  ..............

 ............... мм
aост
...............
V.
Расчет диаграммы условных напряжений
1. Площадь поперечного сечения образца до испытания и площадь среза:
А0 
d 0 2
4

3,14  ........2
 .........мм 2 Аср  А0  n  ........  2  ......... мм 2
4
2. Предел пропорциональности:
 пц 
Fпц
................
Н

 .............
Аср
...............
мм 2
3. Предел прочности (временное сопротивление срезу):
в 
Fм акс
................
Н

 .............
Аср
...............
мм 2
4. Конечное напряжение:
к 
Fк
................
Н

 .............
Аср
...............
мм 2
5. Площадь смятия:
Асм  d 1  hсм 
2
hсм
..........
 ......... .......... 
 ............мм 2
2
............
6. Фактическая площадь среза:
Аф  Аср  Асм  ............  ...........  ............мм 2
7. Истинное напряжение среза:
tк 
Fмакс ..............
Н

 ..............
Аф
...............
мм 2
8. Отношение предела прочности при срезе к пределу прочности при растяжении:
c 
в
 вр

.......
 ..........
.......
VI.
Выводы:
_______________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________.