Лабораторная работа №1. «Определение средней плотности различных материалов»

«Определение средней плотности различных материалов»

1. Сущность работы: измерение образца, вычисление его объёма, взвешивание образца для определения массы, вычисление плотности.

2. Аппаратура: измерительная линейка, штангельциркуль, торговые весы, образцы материалов.

3. Подготовка работы: изготовление образцов правильной геометрической формы (куб, цилиндр) поверхность образцов ровная, гладкая.

4. Проведение работы:

· измеряем образцы согласно схеме (см. рис 1) с точностью до 0.1 мм.

· взвешиваем образец с точностью данных весов

· производим вычисление

5. Схемы и формулы:

Рисунок 1.- «Схема изображения образцов»

d₁=10 см.

d₂=9.9 см.

d₃=10 см.

d₄=10.1 см.

d₅=10 см.

d₆=10 см.

h₁=9.9 см.

h₂=9.9 см.

h₃=10 см.

6. Обработка результатов:

Таблица 1 - «Результаты вычислений»

7. Вывод: В результате вычислений плотность образца равна 1.015г/см³.

Лабораторная работа №2 «Определение предела прочности материала при сжатии»

1. Сущность работы: определение предела прочности сжатии.

2. Аппаратура: гидравлический пресс, измерительная линейка, штангельциркуль, образцы материалов.

3. Подготовка работы: изготовление образцов согласно требованиям ГОСТ. Образцы выпиливаем или изготавливаем в формах. Для кирпича имитируем эксплутационные условия.

4. Проведение работы:

· испытываем три образца

· производим замеры длины и ширины, вычисляем среднее значение

· вычисляем площадь поперечного сечения образца.

Перед испытанием образцы осматриваем, определяем поверхность приложения нагрузки, её обозначаем крестом, образцы маркируем. Образец укладываем в центр пресса.

5. Схемы и формулы:

Рисунок 2- «Схема испытания»

Образец 1

a₁=10 см

a₂=10 см

в₁=9.9 см

в₂=10 см

а=

в=

F₁=a*b=10см*9.95см=99.5см²

P₁=22372.9кгс

R_сж=

Образец 2

а=9.9 см

а=10 см

в=10 см

в=10.1 см

а=

в=

F₂=a*b=10.05см*9.95см=99.99см²

Р₂=27016.9кгс

R_сж

6. Обработка результатов:

Таблица 2 – «Результаты испытаний»

7. Вывод: Предел прочности при сжатии R_сж.

R_сж=R_сж в кгс/см²*0.098=R_сж в МПа

R_сж=247.525кгс/см²*0.098=24.26МПа.

Лабораторная работа №4 «Определение прочности древесины при статическом изгибе»

1. Сущность работы: определение прочности древесины при статическом изгибе.

2. Аппаратура: гидравлический пресс, штангельциркуль, приспособления для испытания на изгиб, измерительная линейка, образцы древесины.

3. Подготовка работы: изготавливаем образцы в виде брусков сечением 20*20 мм. длиной вдоль волокон 300 мм. отклонения по сечению составляют 0.1 мм. Одна из сторон бруска в торце должна проходить по касательной к годовому слою. Образцы должны быть без порогов.

4. Проведение работы: образец укладываем на две неподвижные опоры с пролётом 200 мм. Усилие на образец передаётся параллельно годовым слоям приростам.

5. Схемы и формулы:

Рисунок 3 – «Схема испытания образцов древесины на изгиб»

6. Обработка результатов:

Таблица 3 – «Результаты испытаний»

7. Вывод: В результате проведенных испытаний предел прочности при изгибе равен

R_изг=1200.21 кгс/см²

R_изг=117.6 МПа

Лабораторная работа №5 «Испытания арматуры для бетона»

1. Сущность работы: испытание арматуры, изучение метода определение механических свойств стали.

2. Аппаратура: разрывная машина, штангельциркуль, металлическая линейка, стандартные образцы стали для испытания на растяжение.

3. Подготовка работы: выкачены образцы стали осматриваем, осматриваем разрывную машину, проверяем исправность.

4. Проведение работы: перед испытанием образцы измеряем в трёх местах по длине рабочей части. В каждом месте в двух взаимноперпендикулярных направлениях. Вычисляем площадь поперечного сечения образца. Расчетную длину образца измеряем с точностью до 0.1мм. образцы закрепляем в захватах машины начинаем испытания.

5. Схемы и формулы:

Рисунок 8 – «Определение относительного удлинения образца»

Рисунок 9 – «Диаграмма растяжения стали»

Диаграмма имеет характерные участки. Участок 0-1 показывает, что удлинение образца Δ l возрастает пропорционально приложенной нагрузке Р. Если образец подвергнуть растяжению нагрузкой, равной или меньшей Р, а затем снять эту нагрузку, то образец примет первоначальную длину, т.е. в нём будут отсутствовать остаточные деформации.

Точка 1 на кривой растяжения соответствует пределу пропорциональности, т.е. наибольшему напряжению, при котором растяжение металла прямо пропорционально нагрузке,

где Р_п – нагрузка при пределе пропорциональности, Н (кгс); F_o – первоначальная площадь поперечного сечения образца, мм².

При увеличении нагрузки (свыше Р_п) образец удлиняется быстрее, чем возрастает нагрузка. Таким образом, пропорциональность нарушается и участок диаграммы переходит в линию 1-2, а затем в горизонтальную линию 2-3, которая указывает, что образец самопроизвольно вытягивается (течёт), хотя

нагрузка остается постоянной.

Напряжение, при котором течение стали, называется пределом текучести.

При испытании образца стали следят за показаниями стрелки силоизмерителя. Как только сталь достигает предела текучести, стрелка прибора останавливается, а затем вновь начинает двигаться. Значение нагрузки Р_Т в момент остановки стрелки фиксируют и принимают за нагрузку, соответствующую пределу текучести.

где, Р_Т – нагрузка при пределе текучести, Н(кгс); F – первоначальная площадь поперечного сечения образца мм²; - напряжение при пределе текучести.

Пределом текучести при растяжении называют то напряжение, которое соответствует максимальной нагрузке, предшествующей разрушению образца.

На диаграмме точкой 4 зафиксирована максимальная нагрузка, которую выдерживает образец

Начиная с точки 4, деформация концентрируется в одном каком-либо месте образца, который начинает быстро растягиваться и уменьшать площадь поперечного сечения, при этом нагрузка падает до точки 5, в которой происходит разрыв.

Предел прочности при растяжении:

где, Р_В – наибольшая нагрузка предшествующая разрыву образца, Н (кгс); F₀ – первоначальная площадь поперечного сечения образца, мм².

С целью определения относительного удлинения испытанного стального образца обе его части возможно плотнее прикладывают одну к другой и измеряют длину образца после разрыва.

Значения относительного удлинения:

где, l₁ - длина образца после разрыва, мм; l₀ - расчётная длина образца, мм.

6. Обработка результатов:

Таблица 7 – «Результаты испытаний»

7. Вывод: В результате проведенных испытаний марка стали Ст3сп, пс.

Практическая работа №2 «Определение марки кирпича»

1. Сущность работы: изготавливаем образцы, имитирующие кирпичную кладку. Измеряем образцы для определения площади поперечного сечения. Образцы испытываем на сжатие и изгиб. Определяем предел прочности при сжатии и изгибе. По полученным значениям устанавливаем марку кирпича.

2. Аппаратура: гидравлический пресс, штангельциркуль, измерительная линейка, приспособление для испытания на изгиб.

3. Подготовка работы: изготавливаем образцы, поверхность керамического кирпича выравниваем цементо-песчаннным раствором 1: 3, В/ц=0.4 (В/ц. - водоцементное отношение). Образцы выдерживаем трое суток. Допускается заменить раствор войлочной прокладкой.

4. Проведение работы:

· измеряем образцы;

· устанавливаем их на нижнюю плиту пресса строго по центру;

· испытываем до разрушения.

5. Схемы и формулы:

Рисунок 6 – «Схема испытания кирпича на сжатие»

Рисунок 7 – «Схема испытания кирпича на изгиб»

6. Обработка результатов:

Таблица 6 – «Результаты испытаний»

7. Вывод: В результате проведённых испытаний марка кирпича М75. По испытанию одного кирпича – наименьший показатель для отдельного образца.

Практическая работа №2 «Оценка качества кирпича по внешнему виду»

1. Сущность работы: оценка качества кирпича по внешнему виду. Для этого отбираем необходимое количество кирпичей, осматриваем их, производим замеры для сопоставления с ГОСТ 530-95 для заключения о пригодности.

2. Аппаратура: измерительная линейка, штангельциркуль, поверочный металлический угольник, набор щупок.

3. Подготовка работы: отбор кирпичей для осмотра из разных мест.

4. Проведение работы:

· Определение наличия недожога, пережога;

· Определение размеров кирпича (см. табл. 5);

· Вычисление отклонений по размерам;

· Установка непрямолинейности рёбер и граней;

· Определение отбитости углов и рёбер;

· Определение наличия трещин.

5. Схемы и формулы:

Рисунок 4 – «Керамический кирпич»

Рисунок 5 – «Измерение искривлений поверхностей и рёбер кирпича»

1 – стальной угольник

2 – кирпич

3 – стальная линейка

6. Обработка результатов:

Таблица 5 – «Результаты измерений»

7. Вывод: В результате проведенных внешних замеров, кирпич признан годным. Кирпич годен для возведения несущих стен.