Báo cáo thí nghiệm xác ĐỊNH đặc TRƯNG cơ học của vật LIỆU CHỊU kéo

Bài số 1
Xác định đặc trng cơ học của vật liệu chịu kéo
I - Mục đích thí nghiệm:
Xác định tính chất cơ lý của vật liệu dẻo có 5 tính chất:
- ứng suất tỷ lệ:
tl
- ứng suất chảy:
ch
- ứng suất bền:
b
- Độ dài tỷ đối:
- Độ thắt tỷ đối:
II - Mẫu thí nghiệm:
- Vật liệu dẻo: mẫu thí nghiệm hình trụ tròng, đờng kính d

l
0

F
0

0
d
l
0
: chiều dài làm việc ban đầu.
d
0
: đờng kính ban đầu
4
d

F
2
0
0

=
III - Kích th ớc:
Mẫu thí nghiệm kéo
Mẫu
Trớc khi kéo Sau khi kéo ứng suất (MPa)

(%)

(%)
d
0
(cm)
l
0
(cm)
d
1
(cm)
l
1
(cm)

tl
(MPa)

ch
(MPa)

b
(MPa)
1 1,5 19,8 0,8 2,4 245,7 285,1 1105 8,08 72,08
2 1 18,5 0,6 22,2 594,6 637,6 966,3 20 64,67
3 1,1 19,0 0,7 21,2 395,2 423,5 820 11,6 61,53
4 1 19,8 0,65 22,5 682,5 718,2 1030 13,64 58,54
IV - Tiến hành thí nghiệm:
Trớc tiên ta kéo mẫu thép, trình tự nh sau:
1. Đo kích thớc tiết diện: đo tại 3 tiết diện, mỗi tiết diện ta đo hai phơng
vuông góc với nhau. Đo chiều dài thí nghiệm l
0
.
2. Đặt mẫu vào ngàm của máy kéo, điều chỉnh cho mẫu vào giữa ngàm.
Kiểm tra bộ phận đo lực và vẽ biểu đồ, đặt giấy vẽ vào biểu đồ. Điều chỉnh kim
chỉ lực về số 0.
3. Cho máy chạy với tốc độ chậm. Ban đầu do ngàm của máy cha ngàm chặt
mẫu nên biểu đồ là đờng cong. Khi ngàm chặt rồi thì đờng biểu diễn là đờng
thẳng. Kéo dài phần đờng thẳng cho gặp trục A1 giao điểm 0 là gốc của biểu
đồ. Nếu tiếp tục cho lực tăng thì tỷ lệ giữa lực P và độ dãn l bị mất đi khi lực
đạt đến trị số tơng ứng với các giá trị giới hạn tỷ lệ, chảy và bền (
tl
,
ch
,
b
).
Đối với thép non biểu đồ thờng là đờng gãy khúc. Khi đó kim chỉ động trên

đồng hồ sẽ dao động.
Điểm B trên hình vẽ là điểm tơng ứng với giới hạn chảy. Chúng ta chỉ tìm
giới hạn chảy dới. Muốn đọc đợc trị số tơng ứng với giới hạn chảy dới ta đọc kim
chủ động khi kim này ở vị trí nhỏ nhất trong lúc dao động. Ta còn có thể đo đợc
lực ứng với giới hạn chảy bằng thớc đo tỷ lệ của máy bằng cách đo tung độ của
điểm B trên biểu đồ trên kết kết quả thí nghiệm.
Sau khi qua giới hạn chảy, lực tiếp tục tăng đến điểm D rồi giảm dần và mẫu
đứt. Lực tơng ứng với điểm D cho ta xác định giới hạn bền. Muốn đọc trị số này
ta đọc trị số của kim bị động trên đồng hồ chỉ lực hay đo bằng thớc tỷ lệ của
máy. Sau khi có trị số của lực tơng ứng: giới hạn tỉ lệ: P
tl
; giới hạn chảy: P
ch
và
giới hạn bền: P
b
ta tính đợc các ứng suất:

0
tl
tl
F
P
=
;
0
ch
ch
F
P

=
;
0
b
b
F
P
=
Trong đó F
0
là diện tích mặt cắt ngang mẫu lúc đầu.
Trong quá trình tăng lực ta có thể quan sát đợc hiện tợng biến cứng nguội.
Muốn xác định tính dẻo của vật liệu ta tính độ dãn dài tỷ đối và độ thắt tỷ
đối. Đo chiều dài mẫu sau khi kéo đứt là l
1
(ghép hai phần mẫu khi đứt với nhau
rồi lấy kích thớc đo đợc l
1
). Độ dãn dài tỷ đối đợc xác định theo công thức :
%100x
l
ll
0
01

=
Muốn tính độ thắt tỷ đối ta đo đờng kính ở chỗ thắt là d
1
(chỗ có đờng kính
nhỏ nhất nh hình vẽ). Độ thắt tỷ đối tính theo công thức:

%100x
F
FF
0
10

=
Trong đó: F
1
là diện tích chỗ thắt:
4
d.
F
2
1
1

=
4. Báo cáo và quan sát thí nghiệm:
Trong lúc thí nghiệm phải chú ý theo dõi đồng hồ đo lực và biểu đồ kéo để
thấy đợc sự làm việc của mẫu trong từng giai đoạn. Ghi các đặc trng cơ tính đợc
và báo cáo thí nghiệm.
Chú ý: trong lúc thí nghiệm phải để tốc độ lực tăng chậm vì tính chất cơ học
thay đổi theo tốc độ tăng lực và tải trọng là tải trọng tĩnh.
V - So sánh lý thuyết và thí nghiệm:
1. Đánh giá sai số nhỏ hơn 5%
2. Nguyên nhân.
- Do vật liệu không đồng nhất.
- Do lắp mẫu cha chuẩn.
- Do mỗi giai đoạn một ngời đo tỷ lệ không chính xác.

- Do sai số đo dài của thớc tỷ lệ.
- Do máy thí nghiệm.
Bài 2
Xác định đặc trng cơ học của vật liệu khi nén
I - Mục đích thí nghiệm:
Nghiên cứu tính chất cơ học của vật liệu dẻo và dòn khi chịu nén.
II - Mẫu thí nghiệm:
- Vật liệu dòn: gang
III - Kích th ớc:
Mẫu thí nghiệm nén
Mẫu
thí
nghiệm
Trớc khi nén Sau khi nén
Diện tích mặt cắt
ngang
Lực ứng suất
d
0
(cm) l
0
(cm) d
1
(cm) l
1
(cm) F
0
(cm
2
) (kN)

b
(Mpa)
1 1,3 2,9 1,37 2,8 1,33 116 872,18
2 1,4 2,8 1,54 95
Mẫu bị
phá hoại
IV - Tiến hành thí nghiệm:
Mẫu thí nghiệm có hình trụ tròn chiều cao là h và đờng kính d theo tỷ lệ sau:
d < h < 2d (chiều cao không quá lớn để tránh hiện tợng mẫu bị cong do uốn).
Thí nghiệm đợc thực hiện trên máy nén hay trên máy vạn năng P.5T: máy có
đồng hồ chỉ lực kéo và bộ phận tự động vẽ biểu đồ.
Chúng ta tiến hành thí nghiệm nén với trình tự sau:
- Đo kích thớc của mẫu thí nghiệm: chiều cao h và đờng kính d.
- Đặt mẫu thí nghiệm lên mặt nén của máy và điều chỉnh cho đúng tâm của
mặt nén.
- Cho lực tăng từ từ giai đoạn đầu, biểu đồ nén là đờng thẳng, chứng tỏ tải
trọng và biến dạng có quan hệ bậc nhất theo định luật Húc. Sau đó biến dạng
tăng nhanh trong khi lực tăng rất chậm, biểu diễn sự chảy của vật liệu. Biểu đồ
nén nh hình vẽ. Ban đầu biểu đồ là đờng thẳng, chứng tỏ biến dạng và tải trọng
có quan hệ tỉ lệ. Sau đó biểu đồ cong dần và đột ngột bị ngắt do mẫu bị phá huỷ.
Lực nén giảm đi nhanh chóng do mẫu đất đã mất khả năng chịu lực.
Mẫu nén thờng vỡ theo đờng chéo, góc nghiêng của đờng nứt với đờng sinh
của mẫu thờng là 45
0
- 50
0
. Khi đó biến dạng còn d của mẫu rất nhỏ.
V - So sánh lý thuyết và thí nghiệm:
1. Đánh giá sai số nhỏ hơn 5%

2. Nguyên nhân do các yếu tố thí nghiệm