Лабораторная работа №7 по испытанию на срез стального образца из малоуглеродистой стали.
Цель работы – изучить характер разрушения стальных образцов и определить предел прочности малоуглеродистой стали при срезе.
Основные сведения
Испытание на срез воспроизводит условие нагружения таких деталей, как заклепки, «чистые» болты, шпонки, штифты и т.п. Методика расчета элементов, работающих на срез, в значительной мере опирается на теорию чистого сдвига.
Известно, что между пределом прочности на растяжение σпч и пределом прочности на срез τпч существует довольно устойчивое соотношение (например, для стали τпч = 0,6-0,8 σпч).
Обычные элементы, работающие в конструкциях на срез (болты, заклепки, шпонки), одновременно подвергаются действию и нормальных напряжений, возникающих по сечениям, испытывающим срез. Следовательно, материал таких элементов находится в более сложных условиях работы, чем чистый сдвиг.
Величина предела прочности при срезе имеет практическую ценность только в том случае, если нагружение образца будет близко к реальным условиям, поэтому испытания на срез в лабораториях чаще всего проводят при помощи специального приспособления (рис. 7.1), изготовленного из закаленной стали и осуществляющего двойной срез.
Рис. 7.1. Схема приспособления для испытания образцов на срез
Работа проводится на универсальной испытательной машине УММ-20 с использованием нескольких образцов круглого сечения различного диаметра d.
Стержень обмеряется и закладывается в отверстие проушины, причем диаметр его выбирается так, чтобы обеспечить плотное касание к стенкам отверстий. После разрушения образца силой Fср определяется его прочность на срез по удвоенной площади поперечного сечения 2А.
Порядок выполнения и обработка результатов
После установки приспособления, закладки в него образца, его разрушения и внешнего осмотра для каждого образца подсчитывается τпч. Затем определяются средние значения τпч ср по результатам испытания нескольких образцов и находится опытное отношение τпч ср / σпч.
Полученное отношение есть смысл сравнить с 0,6-0,8, если образцы на срез были изготовлены из того же материала, что и на растяжение. Оформление результатов работы проводится в журнале испытаний с показом эскизов до испытаний и после испытания.
Контрольные вопросы
- Какие задачи мы ставим перед собой при испытаниях на срез цилиндрических образцов?
- Как определяются допускаемые касательные напряжения и есть ли аналогия между соотношениями τпч / σпч и [τ] / [σ]?
- Соответствует ли работа деталей, работающих на срез, теоретическим предпосылкам и зависимостям чистого сдвига?