Образцы и машины для испытания на растяжение

Испытания на растяжение

 

Испытания на одноосное растяжение – наиболее распространенный вид испытаний для оценки механических свойств металлов и сплавов – сравнительно легко подвергаются анализу, позволяют по результатам одного опыта определять сразу несколько важных механических характеристик материала, являющихся критерием его качества и необходимых для конструкторских расчетов.

Методы испытания на растяжение стандартизованы. Имеются отдельные стандарты на испытания при комнатной температуре (ГОСТ 1497-84), при повышенных до 1473 К (ГОСТ 9651-84) и пониженных от 273 до

173 К (ГОСТ 11150-84) температурах. В них сформулированы определения характеристик, оцениваемых при испытании, даны типовые формы и размеры образцов, основные требования к испытательному оборудованию, методика проведения испытания и подсчета результатов.

Для испытаний на растяжение используют образцы с рабочей частью в виде цилиндра (цилиндрические образцы) или стержня с прямоугольным сечением (плоские образцы).

На рис. 2.42 показаны наиболее часто используемые стандартные образцы для испытаний при комнатной (а-б), температуре повышенных (в) и отрицательных (г) температурах. Помимо основной рабочей части, большинство образцов имеет головки различной конфигурации для крепления в захватах. Основные размеры образца:

1)рабочая длина l₀ – часть образца между его головками или участками для захвата с постоянной площадью поперечного сечения;

2)начальная расчетная длина l₀ – участок рабочей длины, на котором определяется удлинение;

3)начальный диаметр рабочей части d₀ для цилиндрических или начальная толщина а₀ и ширина b₀ рабочей части для плоских образцов.

Между размерами образца должны существовать определенные соотношения. В частности, рабочая длина цилиндрических образцов должна быть от l₀ + 0,5d₀ до l₀ + 2d₀, а у плоских при толщине более 3мм от l₀ + 1,5 до l₀ + 2,5, при толщине менее 3мм от l₀ + 0,5b₀ до l₀ + 2b₀ . Расчетная длина l₀ = 5,65(«короткие» образцы) или l₀ = 11,3(«длинные» образцы), где F₀ – начальная площадь поперечного сечения в рабочей части. Для цилиндрических образцов это равнозначно тому, что l₀ = 5d₀ (пятикратные) и l₀ = 10d₀ (десятикратные) образцы.

Литые образцы и образцы из хрупких материалов допускается изготовлять с l₀ = 2,82.

Абсолютные размеры образцов могут меняться в широких пределах. В частности, диаметр рабочей части пропорциональных цилиндрических образцов d = 3 25 мм, у плоских a₀ = 0,5 25 ,b₀= 20 30 мм. При этом для каждой формы (типа) образца ГОСТ устанавливает свой диапазон основных размеров. На практике для испытаний при комнатной температуре чаще всего используют так называемые «гагаринские» цилиндрические короткие образцы с d₀ = 6 и l₀ = 30мм (см. рис. 2.42,а). Из плоских наибольшее распространение получили образцы с конфигурацией, показанной на рис. 2.42,в. У этих образцов а₀ = 1 2 и l₀ = 50 70мм.

В некоторых случаях, например, при работе с малогабаритными изделиями или дефицитными материалами, используют «микрообразцы» с d₀ ≤ 1мм и l₀ = 4 7мм.

Рисунок 2. 42 - Стандартные образцы для испытаний на одноосное растяжение

Машины для испытаний на растяжение очень разнообразны, однако все они должны соответствовать ГОСТ 28840-90. Многие машины универсальны и могут использоваться при проведении различных статических испытаний

 

 

(рис. 2. 43). Современные испытательные машины высшего класса представляют собой сложные, частично автоматизированные устройства; они оснащаются ЭВМ, при помощи которых может проводиться расчет любых характеристик свойств в процессе испытания или сразу же по его окончании.