Методы исследований материалов и процессов

1. Классификация
методов испытания материалов

Классификация по признаку решения различных задач:
- механические и технологические,
- химические и физические,
- исследования тонкого строения и структуры и их изменений;
- неразрушающего контроля;
- физические;
- определение деформаций и напряжений.

2. Механические и технологические испытания

2.1. Испытания при приложении статических нагрузок:
растяжение;
- сжатие;
- изгиб;
- кручение;
- срез;
- длительную прочность;
- ползучесть.

2.1.1. Испытания на растяжение
ГОСТ 1497-84
σ = P/F0, H/мм2
ε = Δl/l0

Цилиндрические (а) и плоские образцы (б)
Место сужения – шейка при испытаниях (в)
в)
б)
а)

Диаграмма растяжения
Диаграмма растяжения

Упругая область
Е = σ/ ε = Pl0/F0 Δl

Упруго-пластическая область
Предел пропорциональности
σпц = Рпц/ F0
Предел упругости
σ0,05 = Р0,05/ F0
Предел текучести (физический)
σТ = РТ/ F0
Предел текучести (условный)
σ0,2 = Р0,2/ F0

Предел прочности
σв = Рв/ F0
Характеристики пластичности
Относительное удлинение
δ = (lr-l0)100/ l0
Относительное сужение
ψ = (F0-Fк)100/ F0
Пластическая область

Универсальная испытательная машина

2.1.2. Испытания на сжатие
σсж = P/F0, H/мм2
Характеристики пластичности
Относительное укорочение
ε = (h0-hк)100/ h0
Относительное уширение
φ = (Fк-F0)100/ F0

Характер разрушения сжимаемых образцов

Схема расположения образца при испытании на сжатие

2.1.3. Испытание на изгиб
σmax = Mmax/W

Типичные диаграммы изгиба
а – пластичный
б – малопластичный
в - хрупкий

Схемы испытания на изгиб
а – трехточечный б - четырехточечный

2.1.4. Испытание на кручение
ГОСТ 3565-80
М = P·d

Характеристики определяемые при испытаниях на кручение
G - модуль сдвига
γmax - относительный макс. сдвиг
τпц - предел пропорциональности
τв - условный предел прочности
τ0,3 - условный предел текучести
- характеристика разрушения при кручении

2.1.5. Испытание на срез
Силы, действующие при испытании на срез

Схемы испытания на срез
τср=Рmax/2F0

2.1.6. Испытание на длительную прочность
Характеристики
- предел ограниченной длительной прочности, σв/τ
- предел ползучести
- предел скорости ползучести

2.1.7. Испытание на ползучесть
Характеристики
- скорость релаксации напряжений
- сопротивление релаксации напряжений

2.2. Испытания при приложении циклических нагрузок.
Испытание на усталость
ГОСТ 25.502-79

Показатели,
характеризующие нагружение
σmax – максимальное напряжение цикла
σmin – минимальное напряжение цикла
σm= (σmax+ σmin)/2 – среднее напряжение
σa=(σmax-σmin)/2 – амплитуда напряжения цикла
Rσ=σmin/σmax – коэффициент асимметрии

Виды циклического нагружения

Кривая усталости

2.3. Испытания при приложении ударных нагрузок
Виды испытаний
- растяжение
- сжатие
- кручение
- изгиб

Маятниковый копер МК-30А