4016

30

ских методов имеют разные формы и оформляют их несколько по-разному. Правила оформления операционных карт определяются соответствующими стандартами. Формы и правила оформления

ОК для операций обработки резанием приведены в ГОСТ 3.1404–86.

На лабораторном занятии студенты на основе выполненных на предыдущем занятии

протоколов испытаний разрабатывают карты контроля.

На практическом занятии студенты на основе архивных заключений лаборатории НК ННГАСУ знакомятся с картами контроля.

Тема 8. Классификация механических испытаний, классификационные признаки. Понятия прочности, устойчивости, стойкости, жесткости. Предельные состояния.

Классификация осуществляется по двум принципам. Во-первых, по схеме напряженного и деформированного состояния. Во-вторых, по характеру нагружения образца.

По характеру нагружения испытания делят на статические, динамические и циклические. Статические нагрузки медленно возрастают (секунды, минуты). При динамических испытаниях возрастание нагрузки происходит за очень короткий срок. Циклические нагрузки характеризуются многократными изменениями по направлению и величине нагрузки. Наиболее важны следующие виды статических испытаний, отличающихся схемой приложения нагрузок к образцу: одноосное растяжение, одноосное сжатие, изгиб, кручение, растяжение и изгиб образцов с надрезом и трещиной.

В результате динамических испытаний определяют величину полной или удельной работы динамической деформации, а также величину остаточной деформации образца. Динамические испытания обычно проводят по схеме изгиба.

При испытаниях на усталость определяют число циклов до разрушения при различных значениях напряжений.

Помимо рассмотренных, есть еще две группы испытаний. К первой относятся испытания на твердость, в которых определяют сопротивление деформации поверхностных слоев образца при взаимодействии с другим телом – индентором. Большинство испытаний на твердость - статические. Вторая группа – испытания на ползучесть и длительную прочность. Обычно проводятся при повышенных температурах и постоянной нагрузке. При испытании на ползучесть определяют величину деформации в зависимости от времени при разных напряжениях, при испытаниях на длительную прочность оценивают время до разрушения под действием различных напряжений.

Большинство характеристик механических свойств металлов не является физическими константами. Они в сильной степени зависят от условий проведения испытаний. Поэтому нельзя судить о свойствах металлических материалов по данным механических испытаний, которые проводятся разными исследователями по разным методикам. Необходимо соблюдать определенные условия подобия испытаний.

Для соблюдения условий подобия образцы следует подвергать испытаниям при одинаковой схеме напряженного состояния и в одинаковых физических условиях. Отсюда следует необходимость соблюдения трех видов подобия:

1)геометрического (форма и размер образца),

2)механического (схема и скорость приложения нагрузки),

3)физического (внешние физические условия).

Важнейшие механические свойства: а) прочность; б) упругость; в) пластичность; г) хрупкость; д) выносливость. Показатели, характеризующие первые три свойства, определяются при испытании стандартных образцов металла на центральное растяжение. Косвенной характеристикой хрупкости и выносливости является ударная вязкость.

1.Прочность - способность материала сопротивляться внешним силовым воздействиям. Она определяется размером предела прочности σΒρ (его называют еще временным сопротивлением) — это наибольшее напряжение, после достижения которого материал начинает разрушаться: б) размером предела текучести σт — напряжение, при котором металл «течет».

2.Упругость - свойство материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешней нагрузки. Ее характеризуют: а) предел пропорциональности (предел упругости

31

практически совпадает с пределом пропорциональности σупр=σпц); б) модуль упругости E. Пределом пропорциональности называется наибольшее напряжение, при котором еще справедлив закон Гука - σ=Eε. Тангенс угла наклона прямой 0—1 определяет модуль упругости E=tgα. Для всех сталей E = 2,1-105 МПа, для алюминиевых сплавов почти в 3 раза меньше, E = 7,1х104 МПа.

3.Пластичность (или статическая вязкость) — способность материала получать остаточные деформации после снятия внешних нагрузок. Чем больше эти деформации, тем выше пластичность. Это свойство характеризует: а) полное остаточное удлинение ε (или σ5), замеренное после разрушения образца, ε=(l0 - -l)/l0, б) относительное сужение образца после разрыва: Ψ=(A0 - A)/A0 (где A0, А — начальное и конечное сечения круглого образца; в) проба на загиб в холодном состоянии на 180° ( вокруг оправки, диаметр которой указан в ГОСТе на соответствующую марку стали). Проба считается успешной, если полоса не получила трещин, расслоений или надрывов.

4.Хрупкость и ударная вязкость. Хрупкость — способность материала разрушаться при ничтожных деформациях. Показатель, характеризующий хрупкость стали, - ударная вязкость — работа, затраченная на маятниковом копре для разрушения специального стандартного образца.

В соответствии с основными положениями по расчету конструкций предельные состояния разделены в зависимости от их опасности и возможных последствий на две группы:

первая включает предельные состояния, ведущие к полной непригодности к эксплуатации конструкций и (или) к потере ими несущей способности. Эти состояния можно определить как абсолютные предельные состояния;

вторая включает предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию или снижающие долговечность конструкций. Эти предельные состояния могут быть ликвидированы в процессе текущего ремонта.

К предельным состояниям первой группы относят:

• разрушения любого характера (вязкое, хрупкое, усталостное);

• потерю устойчивости формы (например, потерю устойчивости сжатого или изгибаемого элемента);

• потерю устойчивости положения (например, опрокидывание подпорной стенки или дымовой трубы);

• превращение системы в изменяемую;

• чрезмерное развитие пластических деформаций;

• возникновение трещин в металлических конструкциях, которые могут привести к обру-

шению.

К предельным состояниям второй группы относят:

• перемещения конструкций, затрудняющие эксплуатацию сооружения;

• колебания, нарушающие работу оборудования или санитарно-гигиенические нормы для работающего персонала;

• другие нарушения, требующие временного прекращения эксплуатации и проведения ре-

монта.

Расчет конструкций должен гарантировать не наступление предельного состояния.

На лабораторном занятии студенты обрабатывают результаты механических испытаний

и твердометрии.

На практическом занятии студенты на основе архивных заключений лаборатории НК ННГАСУ знакомятся с результатами твердометрии и механических испытаний.

Расчетно-графическая работа.

При выполнении расчетно-графической работы студенты знакомятся с отчетом по экспертизе промышленной безопасности строительных конструкций объекта. Студенты выполняют обработку реальных протоколов испытаний и делают эаключение промышленной безопасности по строительным конструкциям.

32

Литература.

1.Курносов Н.Е. Испытания машиностроительной продукции. Виды и порядок проведения: Учеб. пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. – 132 с.: 4 ил., 7 табл., библиогр. 23 назв.

2.Демина Л.Н. Методы и средства измерений, испытаний и контроля: Учебное пособие. –

М.: НИЯУ МИФИ, 2010.– 292 с.

3.Костин, Петр Петрович. Физико-механические испытания металлов, сплавов и неметаллических материалов: учебное пособие для профессионально-технических училищ / П. П. Костин.

–Москва: Машиностроение, 1990 . – 256 c.: ил. – Библиогр.: с. 254 . – ISBN 5-217-00830-X.

4.Заренин, Юрий Генрихович. Определительные испытания на надежность / Ю. Г. Заренин, И. И. Стоянова. – Москва : Издательство стандартов, 1978 . – 168 с.: табл. – ( Надежность, качество). – Библиогр.: с. 165-167.

5.ГОСТ 26529-85 (СТ СЭВ 4656-84). Материалы порошковые, Метод испытания на радиальное сжатие / Государственный комитет СССР по стандартам.— Изд. офиц. — Утв. и введ. дей-

5 ч. / А.Г. Дивин, С.В. Пономарев, Г.В. Мозгова. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО "ТГТУ", 2012. - Ч.

33

Ямбаев Иван Анатольевич

ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ИСПЫТАНИЙ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным, практическим занятиям и выполнению расчетно-графической рабо-

ты по дисциплине «Организация измерений, контроля и испытаний» для обучающихся по направлению подготовки 27.03.01 Стандартизация и метрология,

профиль Стандартизация и сертификация

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru