Расчет на растяжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Характеристика  материала. Сталь 45.

Марка	Сталь 45
Заменитель:	Сталь 40Х , сталь 50 , сталь 50Г2
Классификация	Сталь конструкционная углеродистая качественная
Применение	вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.
Зарубежные аналоги:         Известны

Химический состав в % материала 45

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.42 - 0.5	0.17 - 0.37	0.5 - 0.8	до   0.25	до   0.04	до   0.035	до   0.25	до   0.25	до   0.08

Механические свойства при Т=20^oС материала 45 .

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Лист горячекатан.	80		590		18			Состояние поставки
Полоса горячекатан.	6 - 25		600		16	40		Состояние поставки
Поковки	100 - 300		470	245	19	42	390	Нормализация
Поковки	300 - 500		470	245	17	35	340	Нормализация
Поковки	500 - 800		470	245	15	30	340	Нормализация

 

 Физические свойства материала 45 .

T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2			7826
100	2.01	11.9	48	7799	473
200	1.93	12.7	47	7769	494
300	1.9	13.4	44	7735	515
400	1.72	14.1	41	7698	536
500		14.6	39	7662	583
600		14.9	36	7625	578
700		15.2	31	7587	611
800			27	7595	720
900			26		708
T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9

Технологические свойства материала 45 .

Свариваемость:	трудносвариваемая.
Флокеночувствительность:	малочувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	не склонна.

Обозначения:

Механические свойства:
sв	- Предел кратковременной  прочности, [МПа]
sT	- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной  деформации), [МПа]
d5	- Относительное удлинение  при разрыве, [%]
y	- Относительное сужение, [%]
KCU	- Ударная вязкость, [кДж  / м2]
HB	- Твердость по Бринеллю, [МПа]

Физические свойства :
T	- Температура, при которой  получены данные свойства , [Град]
E	- Модуль упругости первого  рода , [МПа]
a	- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град]
l	- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	- Плотность материала , [кг/м3]
C	- Удельная теплоемкость  материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
R	- Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Свариваемость :
без ограничений	- сварка производится  без подогрева и без последующей  термообработки
ограниченно свариваемая	- сварка возможна при  подогреве до 100-120 град. и последующей  термообработке
трудносвариваемая	- для получения качественных  сварных соединений требуются  дополнительные операции: подогрев  до 200-300 град. при сварке, термообработка  после сварки - отжиг

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Испытание на растяжение заключается в деформировании образца в условиях однородного и одноосного напряженного состояния до его разрушения.     

Цель испытаний - определение механических характеристик материала, полученных после обработки диаграмм, снятых при испытаниях.     

Образец - это тело специальной  формы (цилиндрическое или призматическое), имеющее рабочую часть, которая  деформируется или разрушается  в процессе испытаний. Форма и  размеры образца регламентируются ГОСТ 1497-84.     

В процессе испытания на растяжение образец деформируется, а затем разрушается.     

Если при испытании на растяжение нагружение приостановить, например, в точке Г диаграммы и осуществить разгружение образца, то окажется, что диаграмма разгружения и диаграмма предыдущего нагружения не совпадают. 

Линия разгружения - прямая, параллельная начальному линейному участку диаграммы растяжения образца. Такой характер деформирования образца при его разгружении называется законом разгружения. При повторном нагружении диаграмма до точки Г совпадает с линией разгружения, а затем будет совпадать с диаграммой растяжения образца при однократном нагружении. Такой характер деформирования называется законом повторного нагружения и заключается в прямой пропорциональной зависимости силы и удлинения, которая сохраняется до значения силы, достигнутой при первичном нагружении. При разгружении образца в пределах участка ОА законы нагружения, разгружения и повторного нагружения совпадают.

Для определения механических характеристик  материалов используются испытательные  машины. Применяют разрывные и  универсальные испытательные машины всех систем при условии их соответствия требованиям ГОСТ 28 840-90. 

При проведении испытаний должны соблюдаться  следующие основные условия: качественное центрирование образца в захватах испытательной машины, плавность  деформирования, скорость перемещения  активного захвата при испытании  до предела текучести не более 0.1, за пределом текучести - не более 0.4 длины  расчетной части образца, выраженная в мм/мин, возможность приостанавливать нагружение с точностью до одного наименьшего деления шкалы силоизмерителя, плавность разгружения.     

Перед испытанием образца проводится измерение диаметра и расчетной  длины. Диаметр измеряется в трех сечениях расчетной части: у головок  и в среднем сечении. Наименьший диаметр используется в дальнейших расчетах.

Порядок проведения испытаний на КСИМ-40

 

     Автоматизированный  испытательный комплекс на базе КСИМ-40 позволяет программирование сценариев  испытания образцов на растяжение, формируемых удаленным пользователем. Эти сценарии могут включать много  этапов, условия нагружения образца на которых различаются.

Рекомендуемый сценарий испытания для определения требуемых  свойств материала

     1. Выбрать зазоры в силовой цепи образец - испытательная машина. 
     2. Начать испытание образца на растяжение, выбрав значение скорости перемещения траверсы в пределах 0,2 - 0,8 мм/мин до значения силы, превышающей предел текучести на 5 - 10 %.

      3. Осуществить разгружение образца со скоростью 0,2 - 0,8 мм/мин.  
     4. Вторичное нагружение образца с той же скоростью до значения силы, достигнутой на предыдущих этапах испытания.  
     5. Продолжить растяжение образца со скоростью 2 - 4 мм/мин до разрушения образца.     

6. Завершить сеанс управления  испытательной машиной и перейти  к обработке полученной диаграммы  растяжения образца, сохраненной  в базе данных.