Реферат Курсовая Конспект
ИСПЫТАНИЕ НА СРЕЗ - раздел Механика, МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ Испытание На Срез Воспроизводит Условия Нагружения Деталей Крепления, Работаю...
|
Испытание на срез воспроизводит условия нагружения деталей крепления, работающих на срез, и листов при срезе, например, при пробивке отверстий под заклепки и заключается в испытании до разрушения цилиндрических образцов проволоки, болтов, шпилек и заклепок на срез в плоскости поперечного сечения а также плоских образцов и листов на срез по толщине.
Цилиндрические образцы, проволоку и детали крепления испытывают обычно на двойной срез в приспособлении типа соединения «вилка—проушина» (рис. 1), реже на одинарный срез в приспособлении, имитирующем соединения пластин (листов) внахлестку (рис. 2). Основные детали приспособлений изготавливают из инструментальной стали высокой твердости (HRC). Испытания проводят в приспособлениях, работающих на растяжение или сжатие, на универсальных машинах или прессах. Значение сопротивления срезу существенно зависит от условий опыта, в том числе от скорости нагружения. Приняты испытания на срез со скоростью, не превышающей 10 мм/мин при рабочем ходе машины. Для увеличения производительности испытания скорость нагружения может быть повышена до 20 мм/мин, если будет показано, что используемая при испытании данных образцов машина дает аналогичные результаты при скоростях 10 и 20 мм/мин.
Величина сопротивления срезу , определяемая по результатам испытания на срез, в известной мере условна [10]: кроме среза, образец подвергается изгибу и смятию, доля которых зависит от условий испытания (соотношения диаметра образца и толщины срезающих ножей, плотности посадки образца в отверстие приспособления, наличия зазоров между ножами приспособления, степени затупления кромок рабочего отверстия и т. п.), а также свойств материала образца. Испытание на двойной срез предпочтительнее, так как снижает влияние изгиба. На одинарный срез испытывают детали крепления, длина которых не позволяет провести испытания двойным срезом, а испытание удлиненных образцов (деталей)-свидетелей недопустимо по технологическим соображениям. Уменьшение толщины срезающих ножей увеличивает смятие образца, увеличение зазоров—изгиб. Практикой установлены оптимальные условия испытания на срез: толщина срезающего ножа равна приблизительно диаметру образца, между ножами приспособления должна обеспечиваться скользящая посадка, посадка с натягом образца в отверстие ножа не допускается.
Условное сопротивление срезу определяется по формулам: - при испытании на двойной срез и при испытании на одинарный срез где Р — наибольшая нагрузка при срезе; d — начальный диаметр образца. При соблюдении рекомендованных условий испытаний, для большинства металлических материалов экспериментально установлено достаточно устойчивое соотношение между сопротивлением срезу и пределом прочности,0,7-для отожженных сталей и титановых сплавов; 0.65для среднепрочных сталей; 0,6 -для высокопрочных сталей; 0,5 —для алюминиевых и магниевых сплавов. Поэтому ряд отечественных фирм контролирует болты, заклепки, шпильки и т.п. детали испытанием на растяжение образцов-свидетелей или по твердости, измеряемой непосредственно на контролируемой детали.
Метод испытания металлических материалов на срез стандартизован в Венгрии, ГДР и ФРГ, в отечественной практике пользуются отраслевыми нормалями. Истинное сопротивление срезу определяется по формуле , где Рк — разрушающая нагрузка при испытании; Fср — фактическая площадь среза в сечении образца после испытания, легко определяется по излому, в котором резко очерчены блестящий серп смятия и матовая зона фактического сечения среза. Обычно зона смятия занимает 10—15% исходной площади сечения образца и, следовательно, условное сопротивление срезу ниже истинного на 10—15%.
Значения сопротивления срезу одиночных болтов и заклепок, а также материала, из которого они изготовлены, полученные при испытаниях в приспособлениях, не могут в полной мере определить несущую способность болтовых и заклепочных соединений, работающих на срез. Для оценки работоспособности И рационального конструирования этих соединений рекомендуется испытывать на срез болты и заклепки в образцах, имитирующих конструкцию реальных соединений; при этом необходимо использовать реальные толщины и марки материалов скрепляемых элементов, учитывать возможное расположение болтов и заклепок в натурных соединениях (шаг, расстояние от края листа или плиты и т. п.), воспроизводить технологию изготовления реального узла (подготовку отверстий под болты и заклепки, условия постановки болтов и способа клепки заклепочных соединений и т. п.).
Общепринятых норм на конструирование подобных образцов-соединений и проведения их испытаний не существует. Опыт диктует необходимость соблюдения некоторых геометрических соотношений в болтовых стыках и заклепочных соединениях. Рекомендуется первый ряд болтов располагать на расстоянии от края листа (плиты), равном не менее двух диаметров болта и применять не более 5—6 рядов болтов; шаг болтов должен быть не менее трех диаметров; во избежание возникновения заметного изгиба болты, работающие на срез, следует устанавливать в отверстия без зазора или с небольшим натягом. При испытании на срез заклепочных соединений необходимо учитывать, что, с одной стороны, одиночная расклепанная заклепка увеличивает нагрузку при срезе вследствие заметного увеличения ее диаметра при заполнении отверстия и некоторой нагартовки при осадке, с другой стороны—использование заклепок с диаметром, большим трех толщин склепываемых листов, при односрезном соединении и большим полутора толщин при двухсрезном соединении, снижает нагрузку в результате повышенного смятия. Шаг заклепок принимается равным 20—30 толщинам листа, расстояние от края листа до центра отверстия должно быть больше, чем 2—3 диаметра заклепки.
Чтобы в процессе испытания произошло разрушение болтов и заклепок на срез в соединении, усилие на разрыв или смятие листов должно превосходить усилие на срез болтов или заклепок в соединении.
Определение сопротивления срезу заклепок и болтов в соединениях производится путем испытания на растяжение в универсальных машинах. Для равномерного приложения усилия к образцу-соединению и сведению к минимуму эксцентриситетов и перекосов следует по возможности образец выполнять в форме лопатки достаточной длины (рис. 3); расстояние между последним рядом заклепок или болтов в соединении и головкой образца должно превышать ширину образца по крайней мере в 1—2 раза, а при испытании одиночных болта или заклепки должны сохраняться соотношения, принятые для плоского образца, испытываемого на растяжение.
Головки образцов-соединений могут непосредственно помещаться в клиновые захваты испытательной машины или снабжаться отверстиями под болты или шпильки переходных штанг. При соединении, выполненном внахлестку, если нет специальных требований по созданию эксцентриситета приложения нагрузки, для исключения последнего с соответствующей стороны по ширине головки приклепывают накладки (см. рис. 3); накладки следует применять и в случае испытания образцов из тонких листов, для уменьшения смятия их в захватах машины.
Сопротивление срезу листов определяют при испытании на продавливание (на срез по круговому контуру) в специальном приспособлении (рис. 4) [II]. Образец в форме круговой пластинки продавливается цилиндрическим пуансоном с плоским торцом через матрицу с круглым отверстием; кольцо ограничивает боковое перемещение образца и устанавливает его в положение, симметричное относительно отверстия. Значение механических характеристик (помимо сопротивления срезу при этом способе испытания могут быть определены практически все механические свойства, что и при растяжении) существенно зависит от условий опыта: зазора между пуансоном и матрицей, радиуса затупления кромки пуансона, соотношения диаметра контура среза и толщины образца. Чрезмерно малый зазор вызывает трение и заедание образца при случайном перекосе, при значительном увеличении зазора срез сменяется вытягиванием с изгибом, при увеличении радиуса закругления кромок пуансона возникает дополнительный изгиб, при уменьшении диаметра пуансона возрастает смятие и может произойти вдавливание. Оптимальными условиями испытания листов на срез по круговому контуру являются: , где (d-диаметр пуансона; h—толщина образца; радиус скругления кромки пуансона ; зазор между пуансоном и матрицей не более 0.1 мм.
Условное сопротивление срезу при вязком разрушении по контуру диаметром d определяется формулой , где Р — наибольшая нагрузка при срезе (точка Рв на диаграмме рис. 5). Соотношения между сопротивлением срезу и пределом прочности на листах близки для соответствующих материалов к полученным при испытании цилиндрических образцов.
Истинное сопротивление листов срезу подсчитывается по формуле с учетом фактической площади среза высотой по нагрузке при разрушении (точка Рк на диаграмме рис. 5). В образце после продавливания отчетливо видны две зоны: блестящая, заглаженная, образующаяся при постепенном внедрении пуансона, и матовая, шероховатая — при окончательном срезе.
По результатам испытания листов на срез, используя автоматически записываемую диаграмму деформации (рис. 5), можно определить пределы текучести и прочности, сопротивление разрушению и сужение. Предел текучести при продавливании определяют по нагрузке, соответствующей моменту нарушения пропорциональности в зависимости лишь грубо ориентировочно вследствие малой величины абсолютной деформации на пределе текучести. Предел прочности при продавливании и истинное сопротивление разрушению принимаются равными и соответственно; их определение описано выше. Сужение при продавливании определяется по аналогии с полным сужением при растяжении . Для достаточно пластичных материалов, вязко разрушающихся при растяжении, характеристики механических свойств при продавливании пересчитываются с достаточной степенью точности на соответствующие при растяжении. Это относится к условному пределу прочности, истинному сопротивлению разрушению и сужению. Установлено, что условное сопротивление срезу при продавливании , а истинное сопротивление срезу составляет приблизительно половину от величины сопротивления разрыву Sк при растяжении.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ... ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ Испытания на растяжение производятся на...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ИСПЫТАНИЕ НА СРЕЗ
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов