Раздел 2. Свойства материалов и методы

их определения

2.1. Расчетные задачи

Задачи на определение механических свойств по результатам испытания на растяжение

1. Прочитайте условия задачи.

Определите предел прочности и предел текучести металла по результатам испытания образцов на растяжение: Р_в = 9500 кгс; d₀ = 10 мм; P_т = 6000 кгс.

2. Запишите условия задачи с помощью общепринятых обозначений.

Дано: Р_в = 9500 кгс; d₀ = 10 мм; Р_т = 6000 кгс.

Найти: σ_в -? σ_т -?

3. Запишите формулы расчета напряжений.

σ_т = Р_т / F₀; σ_в = Р_в / F₀ .

4. Определите F₀ по формуле.

F₀ = πR² = πD² / 4;

F₀ = 3,14∙1² / 4 = 0,785.

5. Рассчитайте σ_т , σ_в .

σ_т = =764,

σ_в = = 1210.

5. Запишите полученный ответ.

σ_в = 1210 МПа, σ_т = 764 МПа.

Задачи на вычисление твердости по результатам испытаний

1. Прочитайте условия задачи.

Вычислите твердость по Бринеллю, если диаметр отпечатка, возникшего от воздействия шарика на поверхности образца, составил 3 мм. Условия испытания были следующими: диаметр шарика 10 мм; нагрузка 900 кгс.

2. Запишите условия задачи с помощью общепринятых обозначений.

Дано: d = 3 мм; D = 10 мм; P = 1250 кгс.

Найти: HB - ?

3. Запишите формулу расчета твердости по методу Бринелля.

HB = P / A = 2P / D(D - ).

4. Вычислите по формуле значение твердости.

HB = 2∙900 / 10∙ (10 - ) = 391

5. Запишите полученный ответ.

Твердость – 391 HB.

Задачи на определение ударной вязкости

1. Прочитайте условия задачи.

Вычислите ударную вязкость (KCU), если энергия удара маятника составляла 300 Дж. Обеспечит ли полученное значение ударной вязкости, надежную работу материала.

2. Запишите условия задачи с помощью общепринятых обозначений.

Дано: K = 300 Дж.

Найти: КСU - ?

3. Запишите формулу расчета ударной вязкости.

KCU = K / S₀.

4. Вычислите ударную вязкость.

KCU = 30 / 0,8 = 37.5

5. Запишите условие надежной работы материла.

KCU ≥ 50 Дж / м².

6. Запишете полученный ответ.

Ударная вязкость KCU = 37,5 Дж/м²; полученное значение ударной вязкости не обеспечит надежную работу материала, так как значительно увеличивает опасность хрупкого разрушения.

Задачи на вычисление временного сопротивления по твердости

1. Прочитайте условия задачи.

Вычислите временное сопротивление образца из медного сплава, если его твердость равна 308 HB.

2. Запишите условие задачи с помощью общепринятых обозначений.

Дано: 308 HB.

Найти: σ_в - ?

3. Запишите формулу корреляционной связи между временным сопротивлением (в МПа) и числом твердости HB для медных сплавов.

σ_в = 4,5 ∙ HB.

4. Вычислите временное сопротивление, МПа.

σ_в = 4,5 ∙ 308 = 1386.

5. Запишите полученный ответ.

σ_в = 1386 МПа.

Задачи на вычисление предела выносливости по пределу прочности

1. Прочитайте условия задачи.

Вычислите предел выносливости стали, если известно, что σ_в = 973 МПа.

2. Запишите условия задачи с помощью общепринятых обозначений:

Дано: σ_в = 973 МПа.

Найти: σ_-1- ?

3. Запишите формулу зависимости между пределом выносливости и пределом прочности.

σ_-1 = σ_в.

4. Вычислите предел выносливости, МПа.

σ_-1 = 0,6 ∙ 973 = 583,8

5. Запишите полученный ответ.

σ_-1 = 583,8 МПа.