ПСПЫ ТАИ HE МАТЕРИАЛОВ

промежуточных рычагов (машины Шоппе-ра-фиг. 3, Польмейера, новейшие машины Мора и Федергафа).

2) П р у нс и и н ы е динамометры обычно применяются лишь для самых малых нагрузок, и только в последнее время

Фиг. 2.

фирма Шпис в Гер.мапии использовала их для испытательных машин обьпсновепной мощности. Удобство пружинного динамометра состоит в возможности непосредственного отсчета нагрузки в канедый момент испытания; надел-нэсть его, однако, меньше, чем рьгаага с грузом.

3) Металлические манометры (Бурдона) применяют в испытательных машинах путем непосредственного присоединения к рабочему гидравлическому цилиндру машины, что возможно только в машинах с гидравлич. производством деформаций, и путем включения в механизм особого передаточного органа, превращающего силу механического сопротивления образца в гидростатическое давление. В первом случае манометр измеряет давление жидкости в рабочем цилиндре, которое, будучи умноже-

Фнг. 3.

но на площадь поршня, дает величину усилия, передаваемого на образец (здесь остается неучтенной потеря на трение поршня о стенки цилиндра, достигающая 0,5-1% от нагрузки). При втором способе между захватом машины и манометром ставится особый гидравлическ. трансформатор (Mess-dose-измерительная коробка), трансформирующий механическое усилие в гидравлич. давление. Он представляет собой (см. Ди-намомегпры, фиг. 2) низкий гидростатический цчлиндр с поршнем, на который непосредственно действует измеряемая сила. Для того чтобы при передаче давления на жидкость не имела места заметная потеря на трение, в нем применен принцип упругой мембраны (металлической или резиновой), перекрывающей зазор между поршнем и стенками цилиндра. Преимущество этого способа измерения нагрузок заключается в непрерьшности показаний прибора; недостаток-в затруднительности поверки и контроля, а таюке в меньшей точности по сравнению с рычажными приборами. Метод предпочтителен в заводской обстановке, при быстрой и интенсивной работе. Кроме трансформаторов прямого действия, в испытательных машинах встречаются и обращенные, превращающие гидростатическое давление рабочего цилиндра в механическое усилие, отклоняющее маятник. На фиг. 4 показана машина Амслера (Швейцария), строящего все свои машины с гидравлич. производством деформаций. Сила измеряется при помощи маятникового манометра, приводящего в движение стрелку циферблата. Для уменьшения трения в цилиндре особым ручн. приводом вращают поршень во время работы пресса (замена трения покоя меньшим трением движения).

Фиг. 4.

4) Ртутные манометры, применимые только для машин с гидравлическим производством деформаций, в последнее время почти совсем вышли из употребления.

Фиг. 5.

Для измерения упругих деформаций, в виду их обыкновенно незначительной величины, требующей точности порядка 10~ мм, применяются специальные измерительные приборы. Из них наибольшим распространением пользуется зеркальный прибор Мартенса (фиг. 5). Удлинение образца вызывает поворот прижатой к нему стальной приз-мочки, к к-рой прикреплено зеркальце <S. Угол поворота зеркальца а, пропорциональный (при малых деформациях) удлинению образца Я, измеряется методом Пог-гендорфа-Гаусса с помощью шкалы и зрительной трубы. Для исключения влияния изгиба к образцу прикрепляют два прибора на диаметрально противоположных его образуюпщх. Обыкновенно цена деления шкалы составляет 0,002 мм удлинения.

Для той же цели служат: экстенсометры с микроскопами (Юнга), мало удобные по своей тяжести, но простые в обращении; экстенсометры с микрометрическими винтами (кембриджский, Олсена), работающие по нулевому способу (т. е. не дающие непрерывных показаний) и в этом отношении неудобные; экстенсометры с механическ. передачей на стрелку (Кеннеди, Олсен и Риле), доведенные в последнее время (американские типы) до высокого совершенства, свободные от мертвого хода, допускающие быструю установку и дающие точность одного порядка с зеркальным прибором. Экстенсометры, построенные на принципе интерференции света (Менаже, Грюнейзен), измерении электропроводности (Гийери) или радио-техническ. методике (Виддингтон, Генфорд), применяются лишь при научных изысканиях, когда требуется повышенная точность.

Измерение неупругих деформаций производится простыми методами: масштабными линейками, штангенциркулями, простейшими экстенсометрами с механической передачей (Кеннеди) и т. п. В результате испытания строится диаграмма растяжения либо по точкам либо с помощью различных автографических приспособлений, которыми обьшно снабжены испьггательные мащины. По одной оси откладываются относительные удлинения е (отношение приращения длины образца к его начальной длине), по другой-напряжения а (отношение растягивающей силы к исходной площади поперечного сечения Fg). Для железа и мягкой стали типовая диаграмма растяжения имеет вид, показанный на фиг. 6. До точки Р, по закону Гука, сохраняется пропорциональность между о я е (предел пропорциональности); практически до той же точки материал не получает остающихся деформаций (и р е-дел упругости). Коэффициент пропорциональности Е между напряжениями а и удлинениями е образца в формуле с = Ее носит название модуля упругости, или модуля Юнга. При точке /S образец сразу получает значитель-

ное остаточное удлинение (1-2%) при постоянном значении силы, т. е. течет (предел текучести, площадка текучести, критическая точка). Иногда (для образцов с плавным переходом от цилиндрической части к головкам) в начале участка текучести появляется зубец, свидетельствующий о неустойчивом повышении напряжения выше предела текучести. При дальнейшем увеличении деформации сопротивление образца снова возрастает (см. Наклеп), достигая максимума в точке R (временное сопротивление = после чего начинается образование местного сужения (шейки), сопротивление образца пацает, и, наконец, он рвется в точке Т. Шейка имеет различный вид в зависимости от рода и качества материала (шкала изломов-вкладн. лист, 1-7).

В отношении пределов упругости и пропорциональности молено говорить об их значениях: а) истинных, недоступных определению, б) приближенных, зависящих от точности приборов, и в) условных, определяемых ради однозначности каким-либо условным способом. Практическое значение имеет лишь последняя группа. Для предела упругости назначается предельная, величина остаточного удлинения (от 0,001%, по нормам Международного- об-ва испьггания материалов, до 0,03%, по нормам лаборатории Крупна), для предела пропорциональности - предельная величина отклонения от прямолинейности (увеличение тангенса угла наклона касательной к оси напряжений на 50% - метод Джонсона, НКПС). Предел текучести ясно выражен только для немногих материалов, для к-рых он имеет физич. характер (мягкая сталь, некоторые сорта латуни после специальной обработки). Для стали появление площадки текучести, как показал Кестер, обусловлено разрывом хрупкой цементит- Щ ной оболочки зерен, образовавшейся при распаде- ф g нии (при 300-400°) рас- творенного в феррите углерода. Для остальных металлов на диаграмме растянсения перелом в точке S отсутствует, и определяется услрвный предел текучести, задаваемый величиной пластической деформации (напр. в Германии 0,02%).

После разрыва образца определяется о статочное удлинение д, или относительное увеличение расчетной длины Ig в процентах, и сужение, шейки yi (иногда называемое сжатием), или относительное уменьшение исходной площади поперечного сечения:

Площадь диаграммы растяжения представляет собой работу деформации, а частное от деления ее на исходный объем образца - удельную работу деформации, которая измеряется в кгсм на сл**, или в кг/см. Эта работа почти полностью (за вычетом 5-15%) обращается в тепло, вызьшая нагревание образца.

, Напа

жжение б