1 Методы исследований материалов и процессов Доцент кафедры Материаловедения и ТКМ Венедиктов Н.Л.

2 1. Классификация методов испытания материалов

3 Классификация по признаку решения различных задач: - механические и технологические, - химические и физические, - исследования тонкого строения и структуры и их изменений; - неразрушающего контроля; - физические; - определение деформаций и напряжений.

4 2. Механические и технологические испытания

Испытания при приложении статических нагрузок: -растяжение; - сжатие; - изгиб; - кручение; - срез; - длительную прочность; - ползучесть.

Испытания на растяжение ГОСТ σ = P/F 0, H/мм 2 σ = P/F 0, H/мм 2 ε = Δl/l 0

7 Цилиндрические (а) и плоские образцы (б) Место сужения – шейка при испытаниях (в) в)в)в)в) б)б)б)б) а)а)а)а)

8 Диаграмма растяжения

9 Упругая область Е = σ/ ε = Pl 0 /F 0 Δl

10 Упруго-пластическая область Предел пропорциональности σ пц = Р пц / F 0 Предел упругости σ 0,05 = Р 0,05 / F 0 Предел текучести (физический) σ Т = Р Т / F 0 Предел текучести (условный) σ 0,2 = Р 0,2 / F 0

11 Предел прочности σ в = Р в / F 0 Характеристики пластичности Относительное удлинение δ = (l r -l 0 )100/ l 0 Относительное сужение ψ = (F 0 -F к )100/ F 0 Пластическая область

12 Универсальная испытательная машина

Испытания на сжатие σ сж = P/F 0, H/мм 2 σ сж = P/F 0, H/мм 2 Характеристики пластичности Относительное укорочение ε = (h 0 -h к )100/ h 0 Относительное уширение φ = (F к -F 0 )100/ F 0

14 Характер разрушения сжимаемых образцов

15 Схема расположения образца при испытании на сжатие

Испытание на изгиб σ max = M max /W σ max = M max /W

17 Типичные диаграммы изгиба а – пластичный б – малопластичный в - хрупкий

18 Схемы испытания на изгиб а – трехточечный б - четырехточечный

Испытание на кручение ГОСТ М = P·d М = P·d

20 Характеристики определяемые при испытаниях на кручение G - модуль сдвига γ max - относительный макс. сдвиг τ пц - предел пропорциональности τ в - условный предел прочности τ 0,3 - условный предел текучести - характеристика разрушения при кручении

Испытание на срез Силы, действующие при испытании на срез Силы, действующие при испытании на срез

22 Схемы испытания на срез Схемы испытания на срез τ ср =Р max /2F 0

Испытание на длительную прочность Характеристики - предел ограниченной длительной прочности, σ в /τ - предел ползучести - предел скорости ползучести

Испытание на ползучесть Характеристики - скорость релаксации напряжений - сопротивление релаксации напряжений

Испытания при приложении циклических нагрузок. Испытание на усталость ГОСТ

26 Показатели, характеризующие нагружение σ max – максимальное напряжение цикла σ min – минимальное напряжение цикла σ m = (σ max + σ min )/2 – среднее напряжение σ a =(σ max -σ min )/2 – амплитуда напряжения цикла R σ =σ min /σ max – коэффициент асимметрии

27 Виды циклического нагружения

28 Кривая усталости

Испытания при приложении ударных нагрузок Виды испытаний - растяжение - сжатие - кручение - изгиб

30 Маятниковый копер МК-30А

Методы определения твердости - по Бринеллю - по Виккерсу - по Роквеллу - вдавливанием шарика - при динамическом нагружении - пластико-динамический