Испытания на растяжение и их результаты.
Испытания материалов на растяжение – это совокупность экспериментальных мероприятий по проверке их механических характеристик. Измеряя образец во время его растяжения, появляется возможность получения полной информации об основных свойствах материала, таких как:
Полученные во время испытаний результаты позволяют определить прочность материала и пределы его безопасного удлинения.
Типы материалов при испытаниях на растяжение.
На растяжение испытываются все материалы, применяющиеся в народном хозяйстве.
Суть испытания материалов на растяжение.
Данный вид испытания относится к механическим испытаниям с разрушительным методом определения характеристик материалов. Испытание проводится с применением разрывной испытательной машины (МИМ). В захваты вставляется и жестко фиксируется испытываемый образец, к которому прикладывается нагрузка до его полного разрушения (разрыва).
Величина приложенной нагрузки, скорость нагружения и удлинение образца регистрируются измерительными приборами МИМ.
Критериями испытаний на растяжение являются реакция на приложенную нагрузку и временной интервал ее приложения. Деформация, полученная образцом, используется для определения пластичности и хрупкости материала, его предела прочности, предела упругости и др. характеристик.
Способы и цели испытания.
В настоящее время наиболее перспективными, точными и безопасными способами испытаний материалов на растяжение считаются гидравлический и электромеханический.
При гидравлическом способе в испытательной машине применяется гидравлическая система приложения нагрузки. Обычно этим способом проводят испытания металлов и композитов.
Электромеханический способ испытаний основан на применении электродвигателя с редуктором. Скорость нагружения образца регулируется микропроцессором. Чаще всего этот способ применяется при исследовании полимеров, их композитов и текстильных материалов.
Целью испытаний материалов на растяжение является определение свойств материала при воздействии на них различных нагрузок.
Испытания материалов на растяжение проводится в соответствии с требованиями руководящих документов. Так, пластмассы испытываются по ГОСТ 11262-80 Пластмассы. Метод испытания на растяжение, а текстильные материалы – по ГОСТ 3813-72 Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении.
Наибольшее число руководящих стандартов отведено испытанию металлов и их сплавов. Например, ГОСТ 11701-84 определяет испытание на растяжение тонких листов и лент, ГОСТ 1497-2023 устанавливает методы испытаний на растяжение черных и цветных металлов (труб и др. изделий малых диаметров и толщины), ГОСТ 9651-84 устанавливает методы испытаний металлов при высоких температурах и т. д.
В качестве примера рассмотрим требования ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение.
Настоящий стандарт позволяет определить такие механические характеристики, как:
- Предел пропорциональности;
- Модуль упругости;
- Предел текучести физический;
- Предел текучести условный;
- Временное сопротивление;
- Относительное равномерное удлинение;
- Относительное удлинение после разрыва;
- Относительное сужение поперечного сечения после разрыва.
При выборе образцов учитываются такие факторы, как их тип, форма, размеры, чистота обработки и ряд др.
Образец тип III (см. рис.) должен соответствовать следующим требованиям (см. табл. 1).
Аппаратура. При испытании используется разрывная или универсальная испытательная машина МИМ по ГОСТ 28840-90, штангенциркули по ГОСТ 166-89 для измерения размеров образца, микрометры по ГОСТ 6507-90 для точного измерения параметров образца после испытания, тензометры с ценой деления шкалы 0,005 % - используются при определении остаточной деформации при разгружении.
Испытание начинается после установки образца в захваты испытательной машины и их надежной фиксации в них. Машина создает нагрузку до полного разрушения образца. Результаты изменений размеров образца во время проведения испытаний, усилие приложенной нагрузки и скорость нагружения отображается на измерительных устройствах машины.
Полученные во время испытаний числовые значения по специальным формулам преобразуются в искомые величины, характеризующие механические свойства испытываемого материала.
Результат испытаний оформляется протоколом.
