ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Образцы и машины для испытаний на растяжение из "Механические испытания и свойства металлов " Для обеспечения на определенной длине образца (на его рабочей части) линейного напряженного состояния растяжения растягивающие усилия должны быть приложены в центре тяжести сечения образца и направлены строго вдоль его продольной оси. [c.93] Абсолютные размеры образцов могут меняться в широких пределах. В частности, диаметр рабочей части цилиндрических образцов йо=3—25 мм, у плоских ао= =0,5—25, 0=10—30 мм. При этом для каждой формы (типа) образца ГОСТ устанавливают свой диапазон основных размеров. Цилиндрические образцы с й о=Ю и /о=100 или 50 мм считаются основными. Образцы всех остальных диаметров называются пропорциональными. На практике для испытаний при комнатной температуре чаще всего используют так называемые гагаринские цилиндрические короткие образцы с о=6 и /о=30 мм (см. рис. 42,а). Из плоских наибольшее распространение получили образцы с конфигурацией, показанной на рис. 42,в. У этих образцов ао=1—2 и /о=50—70 мм. [c.94] Помимо формы и размеров в стандартах оговорено также необходимое качество обработки поверхности цилиндрических и плоских образцов. Поверхностный слой плоских образцов, например вырезанных из прокатанного листа, не должен подвергаться никакой обработке. [c.95] Как видно, все требования по форме, размерам и качеству образцов для испытаний на растяжение базируются на тех общих соображениях и правилах, которые были изложены в разделе об условиях подобия механических испытаний ( 5 гл. I). [c.95] Машины для испытаний на растяжение очень разнообразны. Многие из них универсальны и могут использоваться при проведении других статических испытаний. Испытательные машины состоят из приводного устройства, обеспечивающего плавное деформирование образца, и силоизмерительного механизма, с п01Мощью которого измеряется сила сопротивления образца создаваемой деформации. [c.95] На машинах с гидравлическим приводом труднее поддерживать заданную скорость деформирования образца 2, чем при использовании механического привода. По мере увеличения сопротивления материала образца деформированию растет давление масла в рабочем цилиндре. При этом усиливается просачивание жидкости через зазор между цилиндром и поршнем и скорость деформирования уменьшается. Для ее поддержания на постоянном уровне необходимо увеличивать подачу жидкости в цилиндр пропорционально ее утечке. Этот недостаток машин с гидравлическим приводом существен, когда механические свойства испытываемого материала заметно зависят от скорости деформации, например при повышенных температурах. [c.96] Гидравлические машины чаще используют на заводах для испытания больших образцов, в то время как для исследовательских работ больше пригодны машины с механическим приводом. [c.96] Для измерения силы сопротивления образца деформации используют несколько типов устройств. Наиболее распространенными из них являются рычажные, маятниковые, торсионные, электротензометрические силоиз-мерители, месдозы. [c.96] Еще большее распространение получил маятниковый силоизмеритель (рис. 44), отличающийся высокой надежностью. Здесь усилие на образец уравновешивается тяжелым маятником С, связанным через систему рычагов с верхним захватом машины. Когда образец растягивается и верхний захват смещается вниз, маятник отклоняется на какой-то угол а от своего равновесного вертикального положения до тех пор, пока не уравновесит действующее на образец усилие. Маятник связан со стрелкой измерительного прибора, шкала которого проградуирована в единицах силы (обычно в килограммах). [c.97] Рычажные и маятниковые силоизмерители успешно применяют при малых скоростях деформирования ( 20—40 мм/мин) и плавном изменении силы сопротивления образца деформации. В иных условиях из-за большой инерционности этих типов силоизмерителей измерение усилий выполняется со значительными ошибками. Например, при резком увеличении усилия в образце маятник по инерции поднимается выше положения равновесия, а затем возвращается обратно. Возникают колебания маятника, которые хотя и затухают, но могут серьезно нарушить точность оценки силы сопротивления образца деформации. [c.97] Значительно меньшей инерционностью отличаются месдозы и торсионные силоизмерители, используемые в гидравлических машинах. В месдозе (рис. 45) усилие Р на образце измеряется манометром, перемещение стрелки которого пропорционально силе Р, действующей на жидкость 1 через поршень 5 и эластичную мембрану 3. [c.97] Связь между силоизмерителем и рабочим цилиндром осуществляется с помощью дополнительных цилиндров с поршнями т. Цилиндры включаются с помощью крана 3 (ом. рис. 46) при измерении определенного диапазона усилий. Чем дальше цилиндр от измерительного стержня 1, тем больше плечо рычага 4 и на больший угол можно закрутить этот стержень, который работает как торсионная пружина. Последняя связана с индикатором 6 и самописцем 5. [c.99] Аоб — абсолютная упругая деформация образца в пределах рабочей длины. [c.101] Если 7=0 (Ам=0). то машина абсолютно жесткая. У реальных испытательных машин д составляет несколько единиц. Жесткость тем больше д меньше), чем массивнее машина, в частности ее станина, захваты, рычаги, маятник. Повышения жесткости добиваются и конструктивными приемами. Так, станины большинства машин выполняют в виде рамы (см. ниже рис. 50), используют два грузовых винта и т. д. [c.101] Величина паразитных деформаций тем больше, чем выше сопротивление образца растяжению. Полностью избавиться от них невозможно. Поэтому в лучших современных машинах для регистрации только удлинения расчетной части образца на ней размещают специальный датчик — прибор, измеряющий деформацию. В качестве такого датчика можно использовать тот же проволочный тензометр, что и при измерении усилий (см. рис. 47). Удлинение образца вызовет изменение электросопротивления, и полученный сигнал будет определять перемещение ленты электронного самописца (масштаб оси абсцисс диаграммы растяжения). [c.101] Для предупреждения нежелательных изгибов образца его головки крепят в захватах через шаровые вкладыши, работающие подобно шаровому шарниру с малым трением. [c.101] Рассмотрим теперь в качестве примера схемы нескольких испытательных машин отечественного производства. Широкое распространение имеют машины с механическим приводом и маятниковым силоизмерителем. Они отличаются простотой, компактностью и позволяют записывать диаграммы растяжения в большом масштабе. Например, на диаграммном барабане машины, ИМ-4Р (рис. 49) 1 мм ленты по оси деформаций соответствует 0,01 мм удлинения, а по оси нагрузок 10 кгс — для диапазона О—4 000 кгс. [c.103] Новые машины с маятниковым силоизмерителем отличаются более точным поддержанием скорости деформирования и возможностью ее плавного изменения в широких пределах. [c.103] Для контроля качества работы испытательных машин и их соответствия паспортным характеристикам необходимо систематически проводить поверки. В процессе поверки с помощью контрольных приборов — динамометров и приборов для измерения деформаций — оценивают точность замера усилий и деформаций. [c.107] Вернуться к основной статье