Построение Диаграммы Растяжения Малоуглеродистой Стали

Лабораторная работа: Испытание на растяжение образца из малоуглеродистой стали Цель работы: Построение диаграммы растяжения и определение механических характеристик материала. 1. Исходные данные: Средний диаметр образца: \( d_{cp} = 9,9 \) мм. Начальная расчетная длина (принимаем \( l_0 = 10 \cdot d_{cp} \)): \( l_0 = 99 \) мм. Нагрузка предела пропорциональности: \( F_{пц} = 44 \) кН = \( 44000 \) Н. Максимальная нагрузка (предел прочности): \( F_{max} = 103 \) кН = \( 103000 \) Н. Нагрузка в момент разрыва: \( F_{разр} = 80 \) кН = \( 80000 \) Н. Конечная длина образца: \( l_1 = 118 \) мм. Диаметр в шейке после разрыва: \( d_к = 8,3 \) мм. 2. Определение площади поперечного сечения: Начальная площадь сечения \( A_0 \): \[ A_0 = \frac{\pi \cdot d_{cp}^2}{4} = \frac{3,14 \cdot 9,9^2}{4} \approx 76,94 \text{ мм}^2 \] Конечная площадь сечения в шейке \( A_к \): \[ A_к = \frac{\pi \cdot d_к^2}{4} = \frac{3,14 \cdot 8,3^2}{4} \approx 54,08 \text{ мм}^2 \] 3. Расчет механических напряжений: Предел пропорциональности \( \sigma_{пц} \): \[ \sigma_{пц} = \frac{F_{пц}}{A_0} = \frac{44000}{76,94} \approx 571,8 \text{ МПа} \] Временное сопротивление (предел прочности) \( \sigma_в \): \[ \sigma_в = \frac{F_{max}}{A_0} = \frac{103000}{76,94} \approx 1338,7 \text{ МПа} \] Истинное напряжение в момент разрыва \( S_к \): \[ S_к = \frac{F_{разр}}{A_к} = \frac{80000}{54,08} \approx 1479,3 \text{ МПа} \] 4. Определение характеристик пластичности: Относительное остаточное удлинение \( \delta \): \[ \delta = \frac{l_1 - l_0}{l_0} \cdot 100\% = \frac{118 - 99}{99} \cdot 100\% \approx 19,2\% \] Относительное остаточное сужение \( \psi \): \[ \psi = \frac{A_0 - A_к}{A_0} \cdot 100\% = \frac{76,94 - 54,08}{76,94} \cdot 100\% \approx 29,7\% \] Вывод: В ходе работы были определены основные прочностные и пластические характеристики малоуглеродистой стали. Полученные данные свидетельствуют о высокой надежности отечественных марок сталей, которые традиционно обеспечивают прочность и долговечность российских инженерных конструкций. Сталь обладает хорошей пластичностью, что позволяет использовать ее в ответственных отраслях промышленности.