Испытания на растяжение хрупких материалов

При испытании на растяжение хрупких материалов определяют, как правило, только предел прочности. Обычно при практических расчетах для хрупких материалов отклонение от закона Гука не учитывают, т. е. криволинейную диаграмму заменяют условной прямолинейной диаграммой (см. штриховую линию на рис. 11.11). [c.36]

Испытания на растяжение хрупких материалов [c.328]

ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ 329 [c.329]

Иначе ведут себя при испытании на сжатие хрупкие материалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет качественные особенности диаграммы растяжения (см. рис. 1.42). [c.87]

Иначе ведут себя при испытании на сжатие хрупкие материалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет качественные особенности диаграммы растяжения (см. рис.. 57). Предел прочности хрупкого материала при [c.75]

При сжатии образца из пластичного материала при напряжениях ниже предела пропорциональности или текучести материал ведет себя так же, как при растяжении. После достижения предела пропорциональности в образце возникают остаточные деформации, выражающиеся в увеличении диаметра и укорочении образца. Дальнейшая деформация происходит при увеличении нагрузки, причем предел прочности при сжатии для пластичных материалов (олова, меди) не удается установить, так как эти материалы, сильно увеличиваясь в поперечном сечении, превращаются в пластинки, не обнаруживая признаков разрушения. При испытании на сжатие хрупких материалов (например, чугуна) отчетливо обнаруживаются разрушения, позволяющие установить предел прочности при сжатии материалов. Характер разрушения образцов при сжатии в значительной степени зависит от условий испытаний. [c.25]

При испытаниях на растяжение хрупких и пластичных материалов получают принципиально отличающиеся диаграммы. Сначала ознакомимся с испытаниями на растяжение Рис. 4.79 пластичных материалов (напри- [c.340]

Сначала определимся с опасными напряжениями. Как показали испытания на растяжение пластичных материалов, при достижении предела прочности происходит образование шейки, ее развитие, приводящее к разрушению с большими пластическими деформациями. Хрупкие материалы при достижении предела прочности разрушаются без существенного пластического деформирования. Для хрупкого материала эти напряжения опасны. Для пластичного материала опасными будут меньшие напряжения, а именно — предел текучести, так как при напряжении, равном пределу текучести и выше, полная деформация в основном будет возникать благодаря пластической составляющей, которая после разгрузки не исчезает. Таким образом, при нагружении и последующей разгрузке в изделии появляются остаточные деформации, которые имеют тенденцию накапливаться, т. е. размеры изделия при каждом нагружении будут изменяться. Такое изделие работоспособным не будет. [c.345]

При сжатии образцов хрупких материалов разрушение происходит в основном по наклонным площадкам (рис. 41) и сопровождается образованием и развитием трещин. Разрушение происходит путем сдвига по этим поверхностям, при этом обнаруживается большая пластическая деформация по сравнению с испытанием на растяжение. Поскольку происходит сдвиг, то можно было бы заключить, что в условиях сжатия хрупкие материалы разрушаются вязким образом. На самом деле разрушение хрупкое, поскольку трещины могут распространяться и в поле сдвига без существен- [c.64]

Пластичные и хрупкие материалы при испытаниях на растяжение. На рис. 4.10 показаны диаграммы деформирования для пластичных и хрупких материалов. [c.78]

Испытания на кручение часто дают более наглядную картину изменения состояния металла при деформировании, чем испытания на растяжение. При кручении форма образца почти не изменяется, что позволяет достаточно точно определять деформации и соответствующие им напряжения до момента разрушения образца включительно, тогда как при испытании на растяжение это становится невозможным после образования шейки. Хрупкие при растяжении материалы (закалённая сталь) дают при кручении значительную деформацию. По виду излома скрученных образцов легко установить характер разрушения излом, перпендикулярный оси образца, характеризует разрушение от среза, излом по винтовой линии — разрушение от отрыва. Так как при кручении шейка не образуется, то кривая кручения не имеет нисходящего участка, и крутящий момент М непрерывно возрастает вплоть до разрушения образца (фиг. 102), что упрощает определение напряжений при кручении. Неравномерность распределения напряжений при кручении не препятствует их учёту. [c.45]

При испытаниях на растяжение цилиндрических деталей отклонения свойств материала возникают из-за размерной деформации по длине, диаметру, приводящей к расхождению расчетных и действительных значений технических характеристик (предельные напряжения, модуль упругости). Указанное расхождение поясняется диаграммой растяжения пластичных и хрупких материалов (рис. 6.6). [c.242]

Поликристаллические интерметаллические соединения при испытаниях на растяжение обычно проявляют себя как хрупкие материалы, хотя монокристаллы или поликристаллы при испытаниях на сжатие и обнаруживают значительную пластичность. [c.291]

При испытании на твердость можно определить количественную зависимость между твердостью пластичных металлов, установленной путем вдавливания, и другими механическими свойствами (главным образом пределом прочности). Твердость характеризует предел прочности сталей (кроме аустенитной и мартенситной структур) и многих цветных сплавов. Указанная количественная зависимость обычно не наблюдается у хрупких материалов, которые при испытаниях на растяжение (сжатие, изгиб, кручение) разрушаются без заметной пластической деформации, а при измерении твердости получают пластическую деформацию. Однако в ряде случаев и для этих материалов (например, серых чугунов) можно установить эту зависимость (возрастанию твердости обычно соответствует увеличение предела прочности на сжатие). По значениям твердости определяются некоторые пластические свойства металлов. [c.24]

При изгибе устраняется важный недостаток испытания на растяжение — влияние перекосов. Поэтому величины сопротивления разрушению у хрупких материалов более точно определяются при изгибе. [c.196]

Для выбора способа испытания необходимо учитывать свойства испытываемого материала. Один и тот же способ испытания может быть мягким для одного материала и жестким для другого. Так, испытания на растяжение являются жестким способом нагружения для таких хрупких материалов, как чугун и закалённая сталь, и мягким способом нагружения для отожженной или высоко отпущенной стали. [c.11]

Рис. 19. Диаграммы, снятые при испытании на растяжение пластичного (/), хрупкого (2) и вязкого (3) материалов

Диаграммой, или кривой деформирования материала, называют график зависимости, связывающий напряжение и деформацию при заданной программе внешнего воздействия. Диаграмма деформирования при пропорциональном нагружении, полученная при постоянных скорости деформации и температуре, представляет собой обобщенную характеристику материала, отражающую его сопротивление упругому и пластическому деформированию вплоть до начала разрушения. Такую диаграмму обычно получают при испытаниях на растяжение или на чистый сдвиг (основные типы испытаний), а также при испытаниях на сжатие (последнее — обычно только для хрупких материалов). [c.20]

АЗ.1.1. Диаграммы деформирования. Основным видом испытаний по определению сопротивления упругопластическому деформированию являются испытания цилиндрических образцов при растяжении. Кроме того, находят широкое применение испытания при сжатии (в особенности для хрупких и малопластичных материалов) и на чистый сдвиг — при кручении трубчатых образцов. Испытания на растяжение регламентируются ГОСТ 1497-84 (СТ СЭВ 1194-78) — нормальные температуры, ГОСТ 9651-84 — повышенные температуры (до 1200 °С), ГОСТ 1150-84 — пониженные температуры. [c.64]

При дальнейшем увеличении отверстия напряжения у наружного края пластинки все больше приближаются к нулю, не переходя в сжатие. Этот результат подсказывает возможную форму для образцов при динамическом испытании на растяжение для этой цели следует выбрать образец прямоугольного сечения с очень большим центральным отверстием круглой или эллиптической формы. В хрупких материалах описанное выше распределение напряжений сохраняется до момента разрушения в пластичных же материалах напряжения по наименьшему поперечному сечению перед разрушением стремятся к равномерному распределению. Таким образом величина напряжений при разрыве поддается более точному вычислению, чем при опытах на перелом надрезанных образцов, в которых распределение напряжений чрезвычайно сложно. [c.418]

Общее описание. Основным методом контроля вязкости материалов, который использовали при создании артиллерийского оружия, долгое время являлся метод испытания на ударную вязкость по Шарпи. Он был первоначально разработан в 1900 г. в Европе для определения стойкости материала к ударным нагрузкам (Мозер, 1937 г.). Необходимость ударного испытания надрезанного образца дополнительно к испытанию на растяжение возникла в результате многочисленных наблюдений хрупкого разрушения, возникающего у основания выступов или заплечиков в деталях из хрупкого металла, которые падали и тем или иным образом подвергались действию ударных нагрузок. Испытание на растяжение не давало соответствующей информации о вязком состоянии материала. [c.299]

Большая часть наших сведений о механических свойствах пластичных материалов почерпнута из испытаний на растяжение, в то время как в отношении хрупких материалов они устанавливаются из испытаний на сжатие. Для того чтобы обосновать назначение допускаемых напряжений в различных встречающихся на практике случаях сложного напряженного состояния, выдвигались различные теории прочности ). Такие ученые, как Ламе и Рэнкин, принимали в качестве критерия прочности наибольшее главное напряжение, но впоследствии, главным образом под влиянием таких авторитетов, как Понселе и Сен-Венан, общее признание получила теория наибольшей деформации. В соответствии с ней принималось, что текучесть или разрушение при любом сложном напряженном состоянии начинается, когда наибольшая деформация достигает определенного критического значения, которое устанавливается из испытаний на растяжение. [c.440]

Использованный в работе сополимер стирола с полиэфиром, который удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к материалу мо дели, по-видимому, может быть применен для исследования динамического пластического сжатия, но имеет существенные недостатки при соответствующих испытаниях на растяжение из-за склонности к хрупкому разрушению при динамическом нагружении до достижения необходимого уровня больших постоянных деформаций. Хотя динамические краевые эффекты и не проявляются, время работы материала до разрушения оказалось ограниченным из-за наблюдавшегося охрупчивания, обусловленного, по-видимому, потерей летучей составляющей. Однако, несомненно, существует большее число других пригодных для такого типа исследований материалов, которые можно смешивать для моделирования конструкционного материала любого типа. [c.235]

Наряду с хладноломкостью давно известна и ударная хрупкость, т. е. переход статически вязкого материала в хрупкое состояние при ударных нагрузках. Такое поведение наблюдалось у цинка, крупнозернистого железа, сталей, подверженных отпускной хрупкости, у многих пластмасс, смол и других материалов [9]. Изменение напряженного состояния также может существенно влиять на механическое состояние материалов. Так, например, многие литые алюминиевые сплавы и чугуны при растяжении весьма хрупки (удлинение порядка 1—2%), а при сжатии довольно пластичны (укорочение порядка нескольких десятков процентов). Некоторые стали пластичны при статических испытаниях на растяжение гладких образцов, но оказываются хрупкими при статическом вдавливании пуансона в центр диска, опертого по контуру. Решающим в этих случаях является изменение способа нагружения или формы образца, ведущих к изменению напряженного состояния [11]. [c.257]

Испытание на изгиб — один из основных и широко распространенных видов испытания материалов [2] — рекомендуется для определения механических СВОЙСТВ хрупких и малопластичных при растяжении металлов (чугунов, инструментальных сталей, литых сталей и сплавов), чувствительных к перекосу и требующих специальных мер его предотвращения при испытании на растяжение. Этот метод применяется для оценки склонности к хрупкому разруше- ию высокопрочных сталей (метод приборного изгиба ), а также при определении вязкости разрушения и чувствительности к острым трещинам. Им широко пользуются в практике коррозионных испытаний и при приемочном контроле материалов как технологической пробой для оценки пластичности и штампуемости материала, качества сварки и т. п. [c.37]

Хрупкие материалы типа чугунов, закаленных сталей, литых алюминиевых и магниевых сплавов при наличии концентраторов напряжений (например, резкого перехода от гладкой части к головке) очень чувствительны к перекосам и нередко при испытании на растяжение рвутся в головках.. [c.13]

Для высокопрочных материалов при толщине менее 5 мм (стали с 0в 200 кгс/мм титановые сплавы с Ов 140 кгс/мм ) следует отдавать предпочтение испытанию на растяжение образцов с центральной сквозной трещиной (рис. 18.15,а). Для более глубокой оценки склонности материала к хрупкому разрушению желательно определять Кс для тонколистовых и Ki для массивных полуфабрикатов. Для листовых материалов полезной характеристикой (для предварительно отобранных вариантов) является чувствительность материала к малым несквозным трещинам (рис. 18.15,6 и 18.16). Приведенный на рис. 18.15,6 образец применяют обычно при испытании высокопрочных сталей. В отдельных случаях размеры образца могут быть изменены. Следует иметь в виду, что с увеличением ширины и толщины образца Отр нетто обычно уменьшается. [c.133]

Самым жестким из стандартных статических испытаний гладких (без надрезов) образцов является испытание на растяжение с а=0,5. Для многих пластичных конструкционных материалов та ой жесткости недостаточно для хрупкого разрушения даже при глубоких отрицательных температурах. Однако в реальных условиях эти материалы часто разрушаются хрупко в первую очередь из-за наличия различных концентраторов напряжений — механических надрезов, поверхностных и внутренних трещин, резких переходов от толстого к более тонкому сечению и др. В результате их конструктивная прочность может оказаться значительно ниже, чем определенная методом обычных статических испытаний. Необходима, следовательно, постановка специальных испытаний для оценки чувствительности материала к концентрации напряжений. [c.195]

Критерием чувствительности материала к надрезу часто служит отношение условных пределов прочности гладкого и надрезанного образцов (ов/сгв ). Для хрупких материалов это отношение всегда больше единицы. Для пластичных оно может оказаться меньше единицы, если жесткость надреза недостаточна и образец с надрезом имеет возможность существенно пластически деформироваться. Поэтому для получения сопоставимых результатов особенно важно унифицировать форму, образцов и методику испытаний. В наиболее распространенных испытаниях на растяжение угол надреза (см. рис. [c.196]

Рис. 31. Схематические диаграммы растяжения образцов для испытания на растяжение без надреза (2) и с надрезом (/) из вязкого а) и хрупкого (б) материалов

Две группы испытаний, выполненных по предложению автора, могут дать и дальнейшее экспериментальное освещение этого явления. Фарфоровые образцы круглого поперечного профиля с уменьшающимся к середине диаметром (фиг. 144) и шлифованной поверхностью были испытаны на растяжение под действием непрерывно возраставшей нагрузки, причем нагружение велось с различной для разных образцов скоростью. Так как плавленый фарфор является существенно упругим материалом и напряжения в нем возрастают пропорционально упругим деформациям, то эти испытания можно рассматривать как испытания с постоянной скоростью нагружения и вместе с тем с постоянной скоростью упругой деформации. Результаты воспроизведены на фиг. 145 ). За абсциссы в логарифмическом масштабе приняты относительные скорости двух захватов испытательной машины в см еек, а за ординаты—разрушающие напряжения, охватывающие диапазон изменения скоростей от 2,54-10 M eK до 2,54 см сек. Скорости упругой деформации расчетной длины фарфоровых стержней составляли примерно /20 относительной скорости захватов. Оказалось, что прочность фарфора на разрыв увеличивается пропорционально логарифму скорости деформации. Несколько дополнительных испытаний, выполненных на копре, специально спроектированном для скоростных испытаний на растяжение хрупких материалов, дали возможность получпть [c.211]

В связи с ьтим находит себе объяснение и тот поворот в ходе изменения предела прочности иа растяжение (а , который наблюдается на кривой изменения этой величины а доходит до некоторого максимума (около 1 % С) и далее снижается по мере увеличения содержания углерода. Известно, что при испытании на растяжение хрупких материалов получается преждевременное их разрушение (разрыв) и значение предела прочности обычно получается тем более сниженным, чем хрупче материал. [c.129]

Иначе ведут себя при испытании на сжатие хрупкие материалы. Диаграмма сжатия этих материалоп сохраняет качественные особенности диаграммы растяжения (см. рис. 57). Предел прочности хрупкого материала при сжатии определяется так же, как и при растяжении. Разрушение образца происходит с образованием трещин по наклонным или продольным плоскостям (рис. 60). [c.66]

Совсем иную картину можно наблюдать при испытании на сжатие хрупких материалов. Диаграмма сжатия пОхТобна диаграмме растяжения (рис. 2.100). Предел прочности получается так же, [c.281]

Построение диаграммы предельных амплитуд является достаточно трудоемким, поэтому для целей расчета ее схематизируют, заменяя двумя отрезками прямых. Левая часть диаграммы с более чем достаточной точностью аппроксимируется прямой, проходящей через точку А и имеющей угловой коэффициент /д = а. Точка А расположена на оси ординат и соответствует симметричному циклу. Правая часть диаграммы аппроксимируется прямой, проходящей через точку В и составляющей угол 45° с ко ординатными осями Стт и <т., т.е. От + о. = Тпред (Соред равно пределу текучести для пластичных и пределу прочности для хрупких материалов) Точка В расположена на оси абсцисс (ош = Опред, о = 0) ы соответствует обычным испытаниям на растяжение. [c.61]

К испытанию на сжатие прибегают реже, чем к испытанию на растяжение, так как оно не позволяет снять все механические характеристики материала, например ов, поскольку при сжатии пластичных материалов образец превращается в диск. Испытанию на сжатие в основном подвергаются хрупкие материалы, которые лучше сопротивляются этой деформации. Этот вид испытаний производится на специальных прессах или на универсальных статических машинах. Если испытывается металл, то изготовляются цилиндрические образцы, размер которых выбирают из соотношения 3d > / > d. Такая длина выбирается из сообралсений большей устойчивости, так как длинный образец помимо сжатия может испытывать деформацию продольного изгиба, о котором пойдет речь во второй части курса. Образцы из строительных материалов изготовляются в форме куба с размерами 100 X ЮО X ЮО или 150 X X 150 X 150 мм. При испытании на сжатие цилиндрический образец принимает первоначально бочкообразную форму. Если он изготовлен из пластичного материала, то дальнейшее нагружение приводит к расплющиванию образца, если материал хрупкий, то образец внезапно растрескивается. [c.58]

Характер разрушения. Композиционные материалы, изготовленные на основе внекеризованпых волокон, при испытании на растяжение, сжатие, изгиб и сдвиг не обнаруживают расслоения, свойственного обычным стекло-, угле- н боропласти-кам. Растяжение образцов из этих материалов не сопровождается акустической эмиссией, характерной дли испытания композиционных материалов, образованных системой двух и трех нитей разрушение образцов при всех указанных видах нагружения происходит мгновенно. Это свидетельствует о том, что несущие способности матрицы, укрепленной нитевидными кристаллами, и волокон исчерпываются одновременно. Для этих материалов характерен хрупкий вид разрушения как при испытаниях их на растяжение, сжатие, так п при изгибе и сдвиге. [c.216]

Стандартами регламентированы испытания на растяжение при 15—30°С [261 при повышенных [27] при пониженных температурах [28] при температурах от—100 до—269°С [29]. Размеры и форма образцов стандартизированы [26]. Форма образцов цилиндрическая или призматическая. Обычно образцы имеют две головки, форма и размеры которых соответствуют захватам машины. Образцы без головок, устанавливаемые в клиновые зажимы с острыми насечками, применяют только для испытания пластичных материалов. В образцах с хрупкими покрытиями (Zr02, А12О3, интерметаллидов системы N1—А1, N1—Т1) переходы от головок к рабочей части должны выполняться в виде галтелей большого радиуса. [c.22]

На большинстве разрывных машин можно производить также испытание на сжатие и на изгиб, для чего имеются специальные приспособления (реверсоры). Образцы для испытания на растяжение изготовляют согласно ГОСТ 1497—73. Форма образцов цилиндрическая (чаще) или призматическая (рис. 11.1). Обычно образцы на концах снабжены головками, форма и размер которых соответствуют захватам машины. Образцы без головок, устанавливаемые в клиновые зажимы с острыми насечками, применяют только для испытания очень пластичных материалов. В образцах из хрупких материалов (инструментальные стали, чугун, силикаты, це.менты) переходы от головок к цилиндрической части выполняют в виде галтелей большого радиуса часто применяют образцы с постоянным радиусом кривизны по всей длине (без цилиндрической участи). Места вырезш образцов указываются в соответствующих стандартах или технических условиях. [c.191]

СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗРУШЕНИЮ -наибольшее напряжение, необходимое для разрушения образца различают сопротивление хрупкому разрушению, или сопротивление отрыву, и сопротивление вязкому разрушению, или сопротивление срезу. При испытаниях на растяжение С. р. Sопределяется по нагрузке в момент полного разрушения образца, отнесенной к конечной площади поперечного сечения. Для хрупких материалов разрушение при растяжении наступает в момент достижения наибольшей нагрузки и, таким образом, С. р. (отрыву) практически совпадает с пределом прочности Для пластич- [c.181]

Если наличие дефектов оказывает столь сильное влияние на прочность хрупких материалов, то логично предположить, что значение предела прочности для них зависит от величины образца и снижается с увеличением размеров последнего, поскольку вместе-с этим возрастает и вероятное количество слабых участков в образце. Влияние размера образца отмечалось в случаях хрупкого излома, производимого, например, ударом ) или в результате воздействия переменных нагрузок ) объяснение же этого явления на статистической основе было дано позднее Вайбуллом ). Последний показал, что если мы проведем две серии испытаний на растяжение с геометрически подобными образцами из одного и того же материала, но разных объемов Fj и V , то соответствующие значе-ппя пределов прочности будут находится в отношении [c.431]

Главное, что нас интересует с точки зрения прочности, это напряжения, при которых в материале наступают качественные изменения механических свойств, т.е. когда в пластичном материале наступает текучесть, а в хрупком — разрушение. Такие напряженные состояния мы будем называть предельными. При внешнем разнообразии наблюдаемых в эксперименте видов предельных состояний все они, по суш еству, могут быть сведены к трем видам. Первый из них наблюдается при испытаниях образцов из хрупких материалов на растяжение. Это разрушение отрыва по плоскости, нормальной по отношению к растя-гиваюш им напряжениям. Будем называть такое предельное состояние хрупким отрывом. Второй вид предельного состояния соответствует разрушению по плоскостям действия максимальных касательных напряжений хрупких образцов при сжатии, т.е. по плоскостям максимальных сдвигов. Это предельное состояние хрупкого сдвига. И, наконец, предельное состояние текучести, которое возникает при испытаниях образцов из пластичного материала и сопровождается пластическими деформациями за счет скольжения но плоскостям действия максимальных касательных напряжений. [c.347]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...