Лабораторнаяработа 3
Тема: Определение ударнойвязкости.
Цель: Научитьсяопределять ударную вязкость расчетно, а также с использованием таблиц.
Оборудование: маятниковыйкопер, образцы для испытания на удар, штангенциркуль, шаблоны.
Данные для расчётов:
α-угол подъёмамаятника до испытания, α=69о
β-угол вылетамаятника после испытаний, β=6о
L-длинна плеча маятника, равна 2,1 м
P-Вес маятника, равен 7 кг
b-длинна грани квадратного сеченияобразца, равна 0,002 м
F-Площадь поперечного сеченияквадратного образца (м2) F=b2
H-высота подъёма маятника до испытаний(м)
h-высота вылета маятника послеиспытаний (м)
Ар-работаопределяемая расчетно (кГм)
Ат –работазатраченная на разрушение образца определяемая по таблице (кГм)
ап-ударнаявязкость определяемая по таблице (кГм/см2)
KCU-ударная вязкость определяемаярасчётно (кГм/см2)
Задание.
1. Описать методикуприготовления к испытаниям на ударную вязкость (приготовление механическогокопра и шаблонов для установки образца).
2. Провести испытания наударную вязкость.
3. Определить ударнуювязкость с помощью расчётов.
4. Определить ударнуювязкость с использованием таблиц.
5. Составить отчётсогласно пунктам задания.
Ход работы
1. Подготовка образца дляиспытания.
Для испытания на ударнуювязкость применяют образец, показанный на рис. 3.1. Образец измеряют сточностью до 0,1 мм; данные измерения записывают в графу 2 протокола испытания.
По данным измерениявычисляют площадь поперечного сечения образца и записывают в графу 3 протоколаиспытания.
/>
Рисунок 3.1 Образец дляиспытания на удар
/>
Рисунок 3.2 Шаблон дляустановки опор симметрично относительно ножа маятника
/>
Рисунок 3.3 Шаблон дляустановки надреза образца симметрично относительно опор и ножа маятника.
2. Подготовка копра ипроведение испытания.
При помощи шаблона 1(рисунок 3.2) установить опоры 2 симметрично относительно ножа маятника 3 изакрепить их. Подвести стрелку к нулю до упора в штифт. Поднять немного маятники поместить образец 1 (рисунок 3.3) на опоры 3 копра надрезом в сторону,противоположную удару ножа маятника. При помощи шаблона 2 установить надрезобразца симметрично относительно опор и ножа маятника. Поднять маятник вверхнее положение и закрепить защелкой, при этом стрелка отклонится и будетуказывать угол подъёма маятника. Угол α начального подъема маятниказаписать в графу 4 протокола испытания.
Запрещается устанавливатьобразец, когда маятник поднят на полную высоту и установлен на защелку. В этомположении маятник представляет большую опасность для работающих, так как при.случайном освобождении защелки может причинить тяжелые увечья.
Подвести стрелку к нулюшкалы до упора в штифт. Отпустить защёлку и произвести удар по образцу.Остановить качание маятника натяжением (при помощи рукоятки) ременного тормоза.Определить по шкале угол β взлета маятника после удара и записать в графу5 протокола испытания.
/>
Рисунок 3.4 Искривлениеобразцов в зависимости от вязкости стали при испытании на удар.
Если образец не сломался,что может быть в случае недостаточного запаса энергии копра или в случае оченьвязкого материала (рис. 3.4), то в протоколе испытания отмечается «несломался». Для излома другого образца увеличивается запас энергии маятникаподнятием его на большую высоту.
Найти работу Арзатраченную на разрушение образца.
3. Ударная вязкостьопределяется с помощью формулы
/> (3.1)
/>(кгм/см2)
Работа по излому образцаопределяется по формуле
Ар=P(H-h) (3.2)
Aр=7(1,347-0,011)=9,352 (кгм)
Высота подъёма маятникадо испытания определяется с помощью формулы
H=L(1-cosα) (3.3)
H=2,1(1-cos69o)=1,347(м)
Высота вылета маятникапосле испытания
h=L(1-cosβ) (3.4)
h=2,1(1-cos6)=0,011 (м)
Площадь поперечногосечения
F=b2(3.5)
F=0,0022=0,000004 (мм2)
4. Определение ударнойвязкости с помощью таблиц.
Чтобы не вычислятьвеличину Анно формуле, пользуются специальной таблице, вкоторой для каждого угла α начального подъема маятника и угла βвзлета маятника указана величина работы Ат=1,95 кГм
Ударная вязкостьопределяется в этом случае по той же формуле ап=Ат/F
ап=1,95/0,000004 =487500 (кгм/см2)
Вывод: Ударная вязкость показывает,какой стойкостью обладает материал к ударному излому.