Метод определения плотности (ГОСТ 15139-69)

Одним из распространенных методов определения плотности является гидростатическое взвешивание. Сущность метода заключается в сравнении масс одинакового объема образцов и жидкости известной плотности (в данном случае, дистиллированной воды). Метод используется для определения плотности формованных изделий. Испытания проводят в следующей последовательности: сначала взвешивают образец, тем самым определяя его массу (М₁), затем устанавливают стакан с рабочей жидкостью на столик весов, испытуемый образец с помощью проволоки-подвески подвешивают к коромыслу весов. После этого образец опускают в стакан с жидкостью до полного его погружения, не касаясь стенок и дна и проводят взвешивание, определяя массу (М₂). Образец снимают с подвески, подвеску с грузом опускают в стакан с жидкостью и производят взвешивание, таким образом, определяют массу (М₃). По данным взвешивания массу образца вычисляют по формуле: М= М₁ –М₂ - М₃. Плотность определяют в г/см³ по формуле:

ρ= ρ_ж, (5)

где ρ_ж – плотность рабочей жидкости.

Объем образца = М₁/ρ

||

Объем вытесненной образцом жидкости = (М₁ -(М₂ - М₃))/ ρ_ж

(выталкивающая сила М = М₁ -(М₂ - М₃)

Физико-механические испытания

Метод испытания на статистический изгиб (ГОСТ 4648-71)
Сущность метода заключается в том, что образец для испытаний, свободно лежащий на двух опорах, кратковременно нагружают в середине между опорами[26]. Испытание проводят на гидравлической машине, она обеспечивает постоянную скорость опор и нагружающего наконечника, а также регулируемость закрепления и установки головки и опор.

.
Рис. 4.3 – Схема устройства с нагружающим наконечником и опорами

Образец для испытания должен иметь гладкую поверхность без трещин, раковин и других дефектов, а также размеры длины - не более 10 мм и ширины-не более 5 мм. Нагружение образца проводят в середине между опорами, расстояние между ними во время испытания было равным 60 мм. Скорость относительного перемещения нагружающего наконечника принимают равной 3 мм/мин. Испытание продолжают до разрушения, при этом фиксируют значения нагрузки и прогиба образца в середине между опорами.
Обработкой результата является нахождение изгибающего напряжения ( ) в МПа, то есть при нагрузке вычисляют по формуле:

= ,

где М- изгибающий момент, Н·мм; W - момент сопротивления сечения образца,мм³.
Изгибающий момент (М)в Н·мм вычисляют по формуле:

М =

где F - нагрузка, Н; L_v - расстояние между опорами, мм.
Момент сопротивления сечения образца ( W ) в мм³ вычисляют по формуле:
W =

где b - ширина образца, мм; h - толщина образца, мм. Отсюда = .
Изгибающее напряжение ( ) в МПа с учетом горизонтальной составляющей изгибающего момента при изгибе z , вычисляют по формуле:

= ·(1+ )

где z - прогиб образца в середине между опорами, мм.

Метод определения ударной вязкости по Шарпи (ГОСТ 4647-80)
Испытание на удар служит для оценки поведения образцов под действием ударных напряжений, а также нахождения вязкости. Для испытания применяют маятниковые копры по ГОСТ 10708 (рис.2)Перед испытанием измеряют толщину и ширину образца, при этом устанавливают образец на опоры таким образом, чтобы линия удара находилась точно посередине между опорами. Следует установить стрелку шкалы энергии так, чтобы он касался кулачка маятника, когда нож маятника касается образца[27].После этого закрепляют маятник и опускают его. Фиксируют значение энергии по шкале, которая затратилась на разрушение образца, и угол отклонения. Образец должен разрушиться полностью, то есть разделиться на две части.

Рисунок 2 – Схема удара на маятниковом копре

Результатом испытания является нахождение ударной вязкости по формуле:

a_n= ,[кДж/м²],

где А_n- энергия удара, затраченная на разрушение образца (кДж), b- ширина образца (мм),h-толщина образца (мм).

Вычисление среднего арифметического всех результатов испытаний и есть результат метода определения ударной вязкости по Шарпи.