Приложение К (обязательное). Методика определения предела прочности при сжатии листовых материалов

Приложение К
(обязательное))

Методика
определения предела прочности при сжатии листовых материалов

К.1 Сущность метода

Сущность метода состоит в приложении к испытуемому образцу, помещенному между двумя параллельно расположенными опорными плитами, циклов нагрузки и разгрузки, действующих в осевом направлении.

К.2 Средства измерения и оборудование

Испытательная машина для определения предела прочности при сжатии, обеспечивающая следующие условия испытания:

- максимальную нагрузку на образец, достаточную для его разрушения;

- равномерную скорость приложения нагрузки, составляющую величину не более 0,5 МПа/с;

- погрешность измерения нагрузки не более 1 %;

- погрешность измерения перемещения опор не более 2 мкм;

- регистрацию показаний всех датчиков в реальном времени на компьютере.

Схема испытательной установки представлена на рисунке К.1.

Две точно центрированные, расположенные параллельно и жестко закрепленные стальные опорные плиты. Опорные плиты должны иметь сменные пластины с контактным выступом внешним диаметром 88,0 ^+0,5 мм и внутренним диаметром 43,1 _-0,5 мм с шероховатостью Ra 3,2...6,3 мкм и быть достаточно жесткими для того, чтобы выдерживать любую нагрузку, приложенную к образцу без деформации, приводящей к изменению давления на поверхности образца. Допускается, чтобы одна из опорных плит была самоустанавливающейся. Контактные выступы опорных плит должны быть перпендикулярны оси нагружения и параллельны друг другу. Отклонения от параллельности между двумя опорными плитами не должно превышать 0,5 мкм/мм.

Микрометр с ценой деления 0,001 мм по ГОСТ 6507.

Штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм по ГОСТ 166.

1 - опорные плиты; 2 - сменные пластины с контактными выступами; 3 - образец материала ТРГ

Рисунок К.1 - Схема испытательной установки для определения предела прочности листовых материалов при сжатии

К.3 Подготовка образцов и требования к проведению испытания

К.3.1 Перед отбором образцов для испытания листовые материалы должны храниться в соответствии с требованиями 8.10-8.13, при этом время, прошедшее с момента изготовления, должно находиться в пределах срока, установленного изготовителем.

К.3.2 Выборку и изготовление образцов осуществляют в соответствии с 7.12.

К.3.3 Образцы перед испытанием подвергают визуально-измерительному контролю: размеры образцов должны соответствовать требованиям таблицы 12, качество поверхности - 4.2.1.9, 4.2.1.10.

К.3.4 Перед проведением испытаний образцы необходимо выдержать в течение не менее 48 ч на воздухе при комнатной температуре и относительной влажности (50  6) % или в стеклянном эксикаторе по ГОСТ 25336, заполненном насыщенным раствором гексагидрата нитрата магния. Временной интервал между выдерживанием образцов в кондиционируемой атмосфере и началом испытания не должен превышать 30 мин.

К.4 Проведение испытания и обработка результатов

К.4.1 Температура окружающей среды в лаборатории во время испытаний должна составлять (23  5) °С.

К.4.2 Толщину каждого образца измеряют микрометром в трех равномерно расположенных точках. За величину толщины принимают среднее арифметическое значение трех измерений с точностью до тысячных долей миллиметра.

Наружный и внутренний диаметры образцов измеряют штангенциркулем в двух взаимно перпендикулярных направлениях. За величину диаметра образца принимают среднее арифметическое значение двух измерений с точностью до десятых долей миллиметра.

К.4.3 Для проведения испытаний образец помещают между контактными поверхностями опорных плит. Нагрузку, прикладываемую к образцу, изменяют плавно (без рывков) со скоростью 0,5 МПа/с.

Поверхностное давление на образец следует рассчитывать с использованием площади поверхности образца, подвергаемой давлению контактных поверхностей опорных плит A _G, мм ², которую рассчитывают по формуле

,

(К.1)

где - наружный диаметр площади образца, на поверхность которого действует давление (принимается равным наружному диаметру контактных поверхностей опорных плит), мм;

- внутренний диаметр образца, на поверхность которого действует давление (принимается равным внутреннему диаметру образца), мм.

Процедура испытания состоит в циклическом воздействии осевого нагружения/разгружения материала образца при возрастающем поверхностном давлении до тех пор, пока образец не разрушится или не будет достигнута максимальная нагрузка испытательной машины. Для каждого цикла нагрузки регистрируется уменьшение толщины на единицу увеличения поверхностного давления.

Каждый цикл приложения нагрузки i состоит из следующих шагов:

- нагружение образца до значения Q _Ai;

- выдержка образца при нагрузке Q _Ai в течение 5 мин;

- разгрузка образца до значения Q _Ai/3;

- выдержка образца при нагрузке Q _Ai/3 в течение 5 мин.

Значения нагрузок Q _Ai и Q _Ai/3 в МПа приведены в таблице К.1.

Процедура испытания приведена на рисунке К.2.

Таблица К.1 - Значения нагрузок

Q Ai, МПа	20	30	40	50	60	80	и т.д. с шагом 20 МПа
Q Ai/3, МПа	6,7	10	13,3	16,7	20	26,7	и т.д. с шагом 6,7 МПа

1 - толщина образца, мкм; 2 - нагрузка на образец, МПа; X - время, мин; Y1 - давление на поверхность образца, МПа; Y2 - толщина образца, мкм

Рисунок К.2 - Пример графика изменения толщины нагрузки на образец в зависимости от времени при определении предела прочности при сжатии Q _Smax

В ходе испытания строят график зависимости толщины образца и нагрузки от времени, как показано на рисунке К.2.

Разрушение образца определяют по резкому увеличению (скачку) величины деформации на диаграмме (рисунок К.3). Значение предела прочности при сжатии Q _Smax определяют как значение нагрузки Q _A(i-1), предшествующей нагрузке Q _Ai, при которой произошло разрушение образца. Если разрушение невозможно зафиксировать по резкому увеличению величины приведенной деформации, за Q _Smax принимают максимальное достигнутое значение.

X - давление на поверхность образца, МПа; Y - деформация прокладки, мкм

Рисунок К.3 - Пример диаграммы при определении Q _Smax