Содержание работы
Образцы для испытаний на растяжение чаще всего делают цилиндрической формы с головками на концах для закрепления их в захватах машины (рис. 10.1.5). Перед установкой образца в испытательную машину производится измерение диаметра и длины его рабочей части. Диаметр рабочей части измеряется по двум взаимно перпендикулярным направлениям в трех сечениях. Точность измерения диаметра 0,1 мм. Затем образец устанавливается в захваты испытательной машины. После проверки готовности машины к испытанию ее включают и растягивают образец до разрушения.
В процессе испытания ведется наблюдение за поведением образца, за диаграммой,
вычерчиваемой записывающим прибором, и за показаниями стрелки силоизмерителя машины.
В на-чальной стадии нагружения деформации образца будут расти прямо пропорционально
растягивающему усилию; на рис. 10.1.6 — это участок ОА. Далее на участке АВ деформации
растут без повышения нагрузки (площадка текучести). Дальнейшее повышение деформаций
потребует нового роста нагрузки (ВС — участок упрочнения).
До точки С диаграммы деформация осуществляется равномерно по всей рабочей длине образца, а с момента достижения точки С она концентрируется в сечении с наименьшим сопротивлением, где начинается образование так называемой шейки. Дальнейший рост деформаций происходит при спадающей нагрузке, пока образец не разрушится.
Если процесс растяжения остановить в пределах участка ОА диаграммы и после этого образец полностью разгрузить, то его абсолютная деформация исчезнет (упругая деформация). При разгрузке же на участке ВС деформация будет исчезать пропорционально снимаемой нагрузке, т. е. по прямой А/О/, параллельной прямой АО. При повторной нагрузке этого образца линия нагрузки совпадет с прямой А/О/, т.е. увеличится участок пропорциональности (явление наклепа).
Величины усилий для всех характерных точек диаграммы должны быть записаны в журнал.
После разрыва образца его части вынимают из захватов, устанавливают с помощью специальной пружины таким образом, чтобы в месте разрыва образца они плотно соприкасались друг с другом, и производят измерения длины рабочей части и диаметра шейки образца.
Зная величины усилий Fpr, Fpr/, Fy, Fut и Fразр, определяют механические характеристики материала образца, а именно:
– предел пропорциональности σpr = Fpr/A;
– предел пропорциональности при повторной
нагрузке (наклеп) σpr/ = Fpr//A;
– предел текучести σy = Fy/A;
– временное сопротивление растяжению
(предел прочности при растяжении) σut = Fut/A;
– истинное напряжение в момент разрыва
(Aш — площадь поперечного сечения шейки) σразр = Fpазр/Aш;
– абсолютное остаточное удлинение образца Δl ;
– относительное остаточное удлинение образца δ = 100Δl/ l % ;
– абсолютное остаточное сужение площади
поперечного сечения ΔА = А — Аш;
– относительное остаточное сужение площади
поперечного сечения Ψ = 100ΔА/А %;
– полная работа, затраченная на разрыв образца
– удельная работа а = U / V
(V — объем рабочей части образца V = Al).
На основании полученных данных в журнале работ вычерчиваются две диаграммы растяжения: одна в координатах «усилие — абсолютная деформация» и другая в координатах «напряжение – относительная деформация». На второй диаграмме (рис. 10.1.7) показываются кривые условной (1) и истинной (2) диаграмм. Рисуется эскиз разрушенного образца.
Задача 4.6.3. Определить вертикальное перемещение уА точки А консольной балки, изображенной на рис. 4.2.4.
Ответ: yA = 224Fl3/(E
d 4).
Задача 4.6.4. Определить вертикальное перемещение уВ точки В консольной балки, нагруженной сосредоточенным моментом m на конце консоли (рис. 4.4.4). Балка имеет постоянную по длине жесткость на изгиб EIz.
Ответ: yB = ml2/(2EIz).
Задача 4.6.5. Определить вертикальное перемещение уВ точки В консольной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой q и с постоянной жесткостью на изгиб EIz (рис. 4.4.5).
Ответ: yB = ql4/(8EIz).
Задача 4.6.6. Определить вертикальное перемещение уВ точки В однопролетной балки,
изображенной на рис. 4.2.3. Балка — прямоугольного поперечного сечения 
.
Ответ: yB = Fl3/(4bh3E).
Задача 4.6.7. Определить вертикальное перемещение уС точки С однопролетной балки с постоянной жесткостью на изгиб EI (рис. 4.1.17).
У к а з а н и е. Необходимо учитывать
изменение знака в эпюре изгибающих моментов М, поэтому рассматривая эпюру М на
рис. 4.1.17 и построив эпюру 
, согласно рис. 4.6.1 в формуле (4.6.2) для перемножения
эпюр первого участка необходимо положить:
a = –Fl; c = Fl/3; b = 0; d = 2l/3.
Ответ: уС = 0.
Задача 4.6.8. Определить вертикальное перемещение
уВ и угол поворота 
точки В консольной балки с постоянной жесткостью EI
на изгиб (рис. 4.4.6).
Ответ: yB = 3ml2/(2EI); = ml/(EI).
Задача 4.6.9. Определить вертикальное
перемещение уВ и угол поворота точки В однопролетной балки с постоянной жесткостью
EI на изгиб (рис. 4.4.7).
Ответ: yB = 0; = ml/(12EI).
Задача 4.6.10. Определить вертикальное
перемещение уС и угол поворота 
точки С консольной балки с постоянной жесткостью EIz
на изгиб (рис. 4.4.8). Определить также уА и 
в точке А.
Ответ: = q[(a + b)3 — a3]/(6EIz);
yC = q{3(a + b)4 — 3a4 — 4a3b + 4c[(a + b)3 –a3]}/(24EIz);
= qab(a + b)/(2EIz), yA = qa2b(4a + 3b)/(12EIz).
Задача 4.6.11. Определить максимальный прогиб консольной балки из электросварной
прямошовной трубы с наружным диаметром D = 168 мм и толщиной стенки t = 6 мм,
заделанной одним концом (см. табл.II раздела IV «Приложения»). Прогиб определить
от действия собственного веса трубы. Длина консоли — 5 м. Проверить прочность
консольной балки из стали С255, 
= 1.
Ответ: ymax = 0,9 см;
= 24,7 МПа; 
= 0,8 МПа.
