Определение ударной вязкости
Лабораторная работа 3
Тема: Определение ударной вязкости.
Цель: Научиться определять ударную вязкость расчетно, а также с использованием таблиц.
Оборудование: маятниковый копер, образцы для испытания на удар, штангенциркуль, шаблоны.
Данные для расчётов:
α-угол подъёма маятника до испытания, α=69о
β-угол вылета маятника после испытаний, β=6о
L-длинна плеча маятника, равна 2,1 м
P-Вес маятника, равен 7 кг
b-длинна грани квадратного сечения образца, равна 0,002 м
F-Площадь поперечного сечения квадратного образца (м2) F=b2
H-высота подъёма маятника до испытаний (м)
h-высота вылета маятника после испытаний (м)
Ар-работа определяемая расчетно (кГм)
Ат –работа затраченная на разрушение образца определяемая по таблице (кГм)
ап-ударная вязкость определяемая по таблице (кГм/см2)
KCU-ударная вязкость определяемая расчётно (кГм/см2)
Задание.
1. Описать методику приготовления к испытаниям на ударную вязкость (приготовление механического копра и шаблонов для установки образца).
2. Провести испытания на ударную вязкость.
3. Определить ударную вязкость с помощью расчётов.
4. Определить ударную вязкость с использованием таблиц.
5. Составить отчёт согласно пунктам задания.
Ход работы
1. Подготовка образца для испытания.
Для испытания на ударную вязкость применяют образец, показанный на рис. 3.1. Образец измеряют с точностью до 0,1 мм; данные измерения записывают в графу 2 протокола испытания.
По данным измерения вычисляют площадь поперечного сечения образца и записывают в графу 3 протокола испытания.
Рисунок 3.1 Образец для испытания на удар
Рисунок 3.2 Шаблон для установки опор симметрично относительно ножа маятника
Рисунок 3.3 Шаблон для установки надреза образца симметрично относительно опор и ножа маятника.
2. Подготовка копра и проведение испытания.
При помощи шаблона 1 (рисунок 3.2) установить опоры 2 симметрично относительно ножа маятника 3 и закрепить их. Подвести стрелку к нулю до упора в штифт. Поднять немного маятник и поместить образец 1 (рисунок 3.3) на опоры 3 копра надрезом в сторону, противоположную удару ножа маятника. При помощи шаблона 2 установить надрез образца симметрично относительно опор и ножа маятника. Поднять маятник в верхнее положение и закрепить защелкой, при этом стрелка отклонится и будет указывать угол подъёма маятника. Угол α начального подъема маятника записать в графу 4 протокола испытания.
Запрещается устанавливать образец, когда маятник поднят на полную высоту и установлен на защелку. В этом положении маятник представляет большую опасность для работающих, так как при. случайном освобождении защелки может причинить тяжелые увечья.
Подвести стрелку к нулю шкалы до упора в штифт. Отпустить защёлку и произвести удар по образцу. Остановить качание маятника натяжением (при помощи рукоятки) ременного тормоза. Определить по шкале угол β взлета маятника после удара и записать в графу 5 протокола испытания.
Рисунок 3.4 Искривление образцов в зависимости от вязкости стали при испытании на удар.
Если образец не сломался, что может быть в случае недостаточного запаса энергии копра или в случае очень вязкого материала (рис. 3.4), то в протоколе испытания отмечается «не сломался». Для излома другого образца увеличивается запас энергии маятника поднятием его на большую высоту.
Найти работу Арзатраченную на разрушение образца.
3. Ударная вязкость определяется с помощью формулы
(3.1) 
(кгм/см2)Работа по излому образца определяется по формуле
Ар=P(H-h) (3.2)
Aр=7(1,347-0,011)=9,352 (кгм)
Высота подъёма маятника до испытания определяется с помощью формулы
H=L(1-cosα) (3.3)
H=2,1(1-cos69o)=1,347 (м)
Высота вылета маятника после испытания
h=L(1-cosβ) (3.4)
h=2,1(1-cos6)=0,011 (м)
Площадь поперечного сечения
F=b2 (3.5)
F=0,0022=0,000004 (мм2)
4. Определение ударной вязкости с помощью таблиц.
Чтобы не вычислять величину Анно формуле, пользуются специальной таблице, в которой для каждого угла α начального подъема маятника и угла β взлета маятника указана величина работы Ат=1,95 кГм
Ударная вязкость определяется в этом случае по той же формуле ап=Ат/F
ап=1,95/0,000004 =487500 (кгм/см2)
Вывод: Ударная вязкость показывает, какой стойкостью обладает материал к ударному излому.