Приложение А (справочное). Метод испытания на продольный изгиб

Приложение А
(справочное)

Метод испытания на продольный изгиб

А.1 Общие положения

Метод устанавливает порядок испытаний АКП на производстве при приемо-сдаточных испытаниях для оценки следующих физико-механических характеристик:

- предел прочности;

- модуль упругости;

- относительная деформация.

Метод основан на разрушении образца посредством потери устойчивости при нагружении продольной сжимающей нагрузки вдоль волокон.

Метод испытаний является косвенным и заключается:

- в продольном изгибе (принудительном сближении концов) образца заданной длины с шарнирно опертыми концами при постоянной скорости, вплоть до разрушения;

- в последовательном измерении расстояний, на которые сближаются концы образца при продольном изгибе;

- в последовательном измерении нагрузок, соответствующих значениям сближения концов, при которых образец сопротивляется продольному изгибу;

- в обработке по заданному алгоритму результатов измерений сближения концов и нагрузок с целью определения значений предела прочности в продольном направлении и модуля упругости;

- в определении коэффициента корреляции между значениями предела прочности и модуля упругости, определенных методом осевого растяжения, являющимся прямым методом.

А.2 Образцы

Образец для испытаний представляет собой мерный отрезок L, мм, длиной не менее . Длина каждого образца должна быть измерена с погрешностью не более 1 мм.

А.3 Аппаратура и материалы

Приспособление для испытания образцов на продольный изгиб (см. рисунок А.1) должно удовлетворять следующим требованиям:

- обеспечивать шарнирное крепление концов образца, установленного в испытательной машине;

- оси вращения шарниров должны быть установлены параллельно;

- плоскости, на которую опираются торцевые поверхности образца, должны проходить через оси вращения шарниров;

- поперечные размеры гнезд, на которые устанавливают образец, должны быть равны наружному диаметру АКП (допускается отклонение в большую сторону не более 0,2 мм);

- глубина гнезд для установки образца должна быть в пределах (2,00,5) мм.

"Рисунок А.1 - Приспособление для испытаний на продольный изгиб"

А.4 Проведение испытаний

А.4.1 Предполагаемую нагрузку (усилие потери устойчивости) , Н, определяют по результатам пробных испытаний опытных образцов.

А.4.2 Устанавливают шарнирные опоры, соответствующие наружному диаметру образцов.

А.4.3 Рекомендуемое значение скорости движения подвижной траверсы - от 5 до 15 мм/мин.

А.4.4 Образец устанавливают в шарнирные опоры. Нагрузка на образец при установке его в опоры не должна превышать массы узла крепления шарнирной опоры на траверсе.

А.4.5 Включают измерительный комплекс и привод испытательной машины в режим испытания.

А.4.6 По показаниям измерительных приборов записывают диаграмму продольного изгиба образца: дискретный двухмерный массив , значений сближения концов образца и соответствующих им значений критической силы .

А.4.7 Запись диаграммы начинают с момента, когда приложенная к концам образца нагрузка Р превышает значение, равное 0,7.

А.4.8 Запись диаграммы прекращают, когда нагрузка снизится более чем на 50% максимального значения.

А.4.9 Число записанных показателей массива должно быть не менее двадцати.

А.5 Обработка результатов испытаний

А.5.1 Для каждого образца, используя значения показателей массива , рассчитывают значения напряжения и деформации по формулам (А.1) - (А.5). По результатам вычислений для каждого образца строят двухмерный массив , .

А.5.2 За предельное напряжение в продольном направлении принимают максимальное, соответствующее моменту разрушения, значение продольного напряжения в крайних волокнах средней части образца, вызванное моментом при прогибе f силы Р, приложенной к образцу при продольном изгибе.

А.5.3 Максимальные напряжения , МПа, возникающие в продольно изгибаемом образце, вычисляют по формуле

,

(А.1)

где Р - продольная сжимающая сила, приложенная к концам образца, Н;

f - прогиб продольно изгибаемого образца, мм;

w - момент сопротивления поперечного сечения образца .

А.5.4 Прогиб продольно изгибаемого образца f, мм, вычисляют по формуле

,

(A.2)

где - длина образца, мм;

- отношение / мм/мм;

А.5.4 Момент сопротивления поперечного сечения образца w, , вычисляют по формуле

,

(А.3)

где d - номинальный диаметр, мм;

А.5.5 Максимальное значение деформации , мм/мм, возникающей в крайних волокнах средней части образца в продольно изгибаемом образце, вычисляют по формуле

,

(А.4)

А.5.6 Значения радиуса кривизны , мм, продольно изгибаемого образца в окрестности его среднего сечения вычисляют по формуле

.

(A.5)

При расчетах значений напряжений и деформаций по формулам (А.1) и (А.5) допускается использовать значения прогиба и радиуса кривизны, определенные по измерительным приборам, обеспечивающим измерение с погрешностью не более 0,5%.

А.5.7 В пределах изменения деформации от до диаграмму "напряжение - деформация" аппроксимируют линейной функцией . Значения деформаций выбирают из линейной области деформирования. Для этого используют стандартные программы автоматизированной обработки результатов испытаний, основанные на методе "наименьших квадратов". За значение модуля упругости , МПа, образца принимают числовое значение параметра b в аппроксимирующем выражении .

А.6 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен включать в себя:

- сведения об образцах, приведенные в акте отбора образцов;

- наименование организации, проводившей испытание;

- дату проведения испытаний;

- сведения об условиях, при которых проведены испытания;

- номинальный диаметр и площадь поперечного сечения;

- значения измеряемых характеристик для каждого образца;

- значения определяемых характеристик каждого образца, полученные при обработке результатов испытания;

- средние значения определяемых характеристик и результаты статистической обработки полученных результатов:

- коэффициент корреляции между значениями предела прочности и модуля упругости, определенных методом осевого растяжения:

- диаграмму "нагрузки - деформация" каждого образца;

- сведения о специалистах, проводивших испытания, и их подписи.