2.12.1. Статический метод
2.12.1.1. Подготовка к испытанию
Для измерения стрелы прогиба образца, возникающего под действием приложенной нагрузки, с последующим расчетом модуля упругости по соответствующим формулам следует применять образцы, форма которых указана в п. 5 табл. 1.
Размеры образцов выбирают по табл. 3а .
Таблица 3а
Размеры в миллиметрах
Вариант исполнения по п. 5 табл. 1 | l | L, не менее | d | b | h | R | ||||
Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | |||
I | 400 | 420 | 16 | ±1 | - | - | - | - | - | - |
100 | 120 | 10 | ||||||||
II | - | - | 8,0 | ±1 | 10,0 | ±1 | 5 | +2 -1 | ||
III | 10,0 | - | - | |||||||
50 | 70 | 4,5 | ±0,5 | 4,5 | ±0,5 |
Варианту I должны соответствовать образцы, изготовленные методом вытяжки и литья, вариантам II, III - методом прессования.
Если технология изготовления не позволяет изготовить образцы длиной L, равной 120 мм, по вариантам I - III, то применяют образцы по варианту III длиной L, равной 70 мм.
Допускаемое отклонение размеров в поперечном сечении отдельного образца по всей его длине не должно превышать 0,1 мм.
2.12.1.2. Аппаратура и материалы
Для проведения испытания применяют:
- специальную испытательную машину для определения прогиба или универсальную испытательную машину с установкой для определения прогиба с приставкой, регистрирующей прогиб с погрешностью до 0,01 мм, - для образцов длиной L, равной 420 мм, изготовленных по варианту I, и с погрешностью до 0,001 мм - для остальных образцов.
Примечание. Разрешается применять опоры, которые можно повернуть вокруг оси, параллельной продольной оси образца;
- микрометр МК 25-1 по ГОСТ 6507-90;
- радиусные шаблоны - для испытания образцов овальной формы, изготовленных по варианту II.
2.12.1.3. Проведение испытания
Размеры поперечного сечения образца измеряют с погрешностью до 0,02 мм.
Образцы устанавливают на двух опорных призмах, нагрузку передают через центральную призму. Радиус призм для образцов, изготовленных по вариантам I - III, длиной L, равной 420 и 120 мм, должен составлять 5 мм. Для образцов, изготовленных по варианту III, длиной L, равной 70 мм, радиус опорных призм должен составлять от 1 до 2 мм, центральной призмы - от 2 до 5 мм.
Для прессованных образцов направление приложения нагрузки должно совпадать с направлением прессования. Значения прогиба и нагрузки регистрируют при нагрузках около 10, 40 и 70 % от ожидаемой прочности на изгиб.
Измерение нагрузки проводят с погрешностью до 1 %, измерение прогиба - с погрешностью, указанной в п. 2.12.1.2.
2.12.1.4. Обработка результатов
Модуль упругости (Е), МПа, вычисляют по формуле
где l - расстояние между опорными призмами, мм;
F - изгибающая сила, Н;
y - прогиб, мм;
- наклон прямой, Н · мм-1;
I - осевой момент инерции поперечного сечения образца, мм4.
Для определения угла наклона строят графическую зависимость, где значение изгибающей силы откладывают на вертикальной, а прогиб у - на горизонтальной оси. По трем точкам строят прямую линию.
Примечание. Точку с координатами F = 0, у = 0 во внимание не принимают.
Определяют угол наклона - этой прямой.
Момент инерции определяют по формулам:
- для образцов, изготовленных по варианту I:
- для образцов овальной формы, изготовленных по варианту II:
где K - поправочный коэффициент (см. табл. 3б);
- для образцов квадратной формы, изготовленных по варианту III:
Таблица 3б
Коэффициент K при | |||||||||
0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,55 | 0,60 | 0,65 | 0,70 | |
0,60 | 0,728 | 0,775 | 0,807 | 0,831 | 0,850 | 0,865 | 0,878 | 0,888 | 0,897 |
0,65 | - | 0,788 | 0,831 | 0,862 | 0,886 | 0,905 | 0,922 | 0,935 | 0,947 |
0,70 | - | 0,798 | 0,852 | 0,890 | 0,920 | 0,944 | 0,964 | 0,981 | 0,995 |
0,75 | - | - | 0,865 | 0,912 | 0,948 | 0,977 | 1,001 | 1,021 | 1,038 |
0,80 | - | - | 0,871 | 0,927 | 0,969 | 1,003 | 1,032 | 1,056 | 1,076 |
0,85 | - | - | - | 0,935 | 0,985 | 1,024 | 1,057 | 1,085 | 1,109 |
0,90 | - | - | - | 0,938 | 0,994 | 1,040 | 1,078 | 1,110 | 1,137 |
0,95 | - | - | - | - | 0,999 | 1,050 | 1,093 | 1,129 | 1,161 |
1,00 | - | - | - | - | 1,000 | 1,056 | 1,104 | 1,144 | 1,180 |
Примечание. Значение, приведенное в рамке, соответствует номинальному размеру (без допускаемых отклонений).
Результаты испытаний оформляют протоколом по форме, приведенной в п. 3.2, кроме того, указывают значение изгибающей силы и соответствующее значение стрелы прогиба, а также угол наклона прямой .
За результат испытания принимают выборочное среднее значение не менее трех определений.
2.12.2. Ультразвуковой метод
2.12.2.1. Подготовка к испытанию
Для измерения скорости распространения ультразвуковых волн и определения плотности материала с последующим расчетом модуля упругости применяют образцы, указанные в п. 10 табл. 1 и табл. 3в.
Таблица 3в
Размер образца, мм | Диаметр головки искателя, мм | Частота, МГц | |
d | l | ||
10 | 30 | От 5 до 8 | От 6 до 10 |
16 | 50 | » 5 » 10 | » 4 » 10 |
25 | 75 | » 5 » 15 | » 2 » 10 |
2.12.2.2. Аппаратура и материалы
Для проведения испытания применяют:
- ультразвуковой измерительный прибор с приспособлением для определения времени пробега с точностью до 0,05 мкс;
- штангенциркуль ШЦ-1 по ГОСТ 166-89;
- приборы для определения кажущейся плотности по п. 2.2.2.
2.12.2.3. Проведение испытания
Размеры образца определяют с погрешностью до 0,1 мм. На одной из торцевых поверхностей закрепляют датчик - приемник ультразвуковых импульсов. По принципу импульс - эхо определяют время пробега ультразвуковой волны между первым и вторым отраженными продольными сигналами и их время пробега между первым отраженным продольным сигналом и первым отраженным поперечным сигналом по черт. 2.
При измерении времени пробега применяют головки искателя диаметром и с интервалом частот, указанными в табл. 3в.
Кажущуюся плотность определяют по п. 2.2.
2.12.2.4. Обработка результатов
Скорость распространения (v1), м · с-1, ультразвуковых продольных волн определяют по формуле
где l - длина образца, м;
t1 - время пробега ультразвуковых волн между первым и вторым отраженными сигналами, с.
Скорость распространения (vt), м · с-1, ультразвуковых поперечных волн вычисляют по формуле
где Dt - время пробега ультразвуковой волны между первым отраженным продольным и первым отраженным поперечным сигналами, с;
d - диаметр образца, м.
Коэффициент Пуассона (µ) вычисляют по формуле
1 - зондирующий импульс; 2 - первый отраженный продольный сигнал; 3 - отраженный поперечный сигнал; 4 - второй отраженный продольный сигнал
Черт. 2
Модуль упругости (Е), Па, вычисляют по формуле
где v1 - скорость звука продольной волны, м · с-1;
ρ - кажущаяся плотность, кг · м-3;
µ - коэффициент Пуассона.
За результат испытания принимают выборочное среднее значение не менее трех определений. Определение модуля упругости считают правильным, если отклонение отдельных значений от выборочного среднего не превышает 10 %. Если отклонение более 10 %, то испытание повторяют на других образцах.
Результаты испытаний оформляют протоколом по форме, приведенной в п. 3.2, в котором, кроме того, указывают:
- датчик (наименование или рабочий диапазон частоты и диаметр головки датчика, а также прибор, на котором проводят испытание);
- время пробега t1 и Dt;
- скорость звука v1 и vt;
- коэффициент Пуассона µ;
- кажущуюся плотность ρ.
2.12.3. Приближенный метод
2.12.3.1. Подготовка к испытанию
Для определения модуля упругости приближенным методом применяют образцы, указанные в п. 2.12.2.1. Допускается применять образцы, размеры которых отличаются от указанных в п. 2.12.2.1.
Образцы должны иметь две плоскопараллельные поверхности: одну для присоединения датчика, другую для отражения сигналов.
2.12.3.2. Аппаратура и материалы
Для определения модуля упругости приближенным методом используют аппаратуру, указанную в п. 2.12.2.2.
2.12.3.3. Проведение испытания
Модуль упругости может быть определен приближенно ультразвуковым методом, когда измеряют только скорость распространения звука v1 продольных волн и кажущуюся плотность. При этом коэффициент Пуассона (µ) берут для того же материала из предыдущих измерений или используют принятые значения µ = 0,225.
Для больших образцов время пробега можно измерять с погрешностью до 1 %.
2.12.3.4. Обработка результатов
Результаты испытаний оформляют протоколом по форме, приведенной в п. 3.2, в котором, кроме того, указывают:
- датчик (наименование или рабочий диапазон частоты и диаметр головки датчика, а также прибор, на котором проводят испытание);
- время пробега t1;
- скорость звука v1;
- измеренное значение коэффициента Пуассона или принятое значение µ = 0,225;
- кажущуюся плотность ρ.
2.12.4. Допускается определять модуль упругости другими методами, указанными в приложении 1.
2.12. (Введен дополнительно, Изм. № 1).
Дата: 2019-04-23, просмотров: 102.