Розривна машина

Універсальна розривна машина

Розривна машина зразка 1953 року з циферблатним покажчиком

Розривна машина для навчальних цілей настільного виконання з електрогідравлічним приводом

Розривна́ випро́бувальна маши́на — машина для випробування зразка на розрив під час розтягування з метою визначення механічних властивостей матеріалів (сили опору, деформації чи енергії, витраченої на руйнування), а також для випробувань деталей, складальних одиниць та виробів шляхом пошкодження або руйнування. Розривна машина складається з випробувальної установки і блоку керування.

Універсальна розривна машина — випробувальна машина, на якій можна проводити механічні випробування не лише на розтягування, але і на стискування, згинання, повзучість, тривалу міцність і релаксацію.

Класифікація розривних машин

Випробувальна установка розривної машини включає пристрій навантаження і засоби вимірювальної техніки.

За видом пристрою створення навантаження розривні машини поділяються на машини з електрогідравлічним і електромеханічним пристроями навантаження.

Для випробування пружних матеріалів (метали, деревина, гума, полімери, тканини та ін.) застосовують розривні машини з однією або декількома сталими швидкостями деформування (жорстке навантаження), а для випробування крихких матеріалів — розривні машини із сталою швидкістю навантаження (м’яке навантаження).

За орієнтацією в просторі зусилля розтягу розривні машини поділяються на вертикальні і горизонтальні.

За видом випробовуваних матеріалів машини поділяють на машини[1]:

• для випробування зразків з металевих матеріалів;
• для випробування будівельних матеріалів;
• для випробування полімерних матеріалів;
• для випробування текстильних матеріалів (матеріалів легкої промисловості).

Вимірювальні прилади визначають зусилля і деформації на різних стадіях випробувань і передають результати вимірювань на показуючи або пристрої реєстрації чи засоби накопичення інформації. Прилади для вимірювання зусилля можуть бути механічними (важільними, важільно-маятниковими або пружинними), гідравлічними і електричними (тензорезисторними, вібраційно-частотними та ін.). При дослідженні розподілу деформацій у зразках чи деталях машин і конструкцій в умовах механічних випробувань матеріалів використовують тензометри різноманітних конструктивних виконань. Найпоширенішими є електротензометри опору, основним елементом яких служить тензорезисторний давач.

Розривні машини для випробування матеріалів при температурі, відмінній від нормальної, забезпечені печами (для нагрівання) і кріокамерами (для охолоджування зразка).

Технічні характеристики

Навантажувальний пристрій (механічний чи гідравлічний) може також забезпечувати повторні циклічні навантаження.

Розривні машини моделей, створених після 1980-х років оснащуються портами для підключення до ЕОМ або мікропроцесорними засобами керування, збору та обробки інформації з випробувань. Використання електронних (мікропроцесорних) засобів дозволяє автоматично відтворювати заданий режим випробувань.

Універсальні розривні машини оснащені системою комп'ютерного керування, що забезпечує автоматичне керування процесом випробування, обробку результатів випробування та подання їх у вигляді протоколу і діаграм «навантаження — деформація/переміщення» (машинних діаграм) для статичних випробувань, а для циклічних випробувань на втому — побудова кривих втоми, діаграм граничних напружень і амплітуд, пружно-пластичного деформування в будь-якому масштабі.

Пакет прикладних програм дозволяє автоматично визначати такі характеристики механічних властивостей матеріалу:

• при статичних випробуваннях:
  • границю пропорційності, σ_пц;
  • границю пружності, σ_0,05;
  • модуль Юнга, E;
  • границю плинності, σ_т;
  • умовну границю плинноості, σ_0,2;
  • тимчасовий опір, σ_в;
  • відносне видовження після розриву зразка, δ_р;
• при малоциклових випробуваннях:
  • амплітуду пластичної деформації і амплітуду повної деформації у м'якому режимі навантаження;
  • амплітуду напружень в умовах жорсткого навантаження;
• при багатоциклових випробуваннях:
  • амплітуду напружень;
  • число циклів до руйнування.

Універсальні розривні машини попередніх поколінь мають діаграмний апарат, що записує дані у процесі випробування в координатах «навантаження — деформація», «навантаження — час», «деформація — час». Запис деформації відбувається від рухомого захвату або від тензометра, встановленого на зразку.

Граничне зусилля навантажуючих пристроїв розривних машин:

• для неметалів — 10^5 Н (10^4 кгс);
• для металів — 5•10^5 Н (5•10^4 кгс );
• для виробів — вище за 3•10^7 Н (3•10^6 кгс ).

Граничне значення допустимої похибки вимірювання навантаження:

• при статичному навантаженні ±1 %;
• при циклічному навантаженні ±3 %.

Границі допустимої похибки при вимірювання

• переміщень ±3 %;
• деформації ±2 %.

Границі допустимої похибки відтворення заданих режимів навантаження ±5 %.

Див. також

• Випробування на розтягування
• Діаграма деформування
• Міцність
• Тензометр

Примітки

1. ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования.

Зарубіжні стандарти

• ASTM E8 Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials
• ISO 6892 Metallic materials—Tensile testing at ambient temperature
• JIS Z2241 Method of tensile test for metallic materials
• ASTM E4 - Practices for Force Verification of Testing Machines
• ASTM E74 - Practice for Calibration of Force Measuring Instruments for Verifying the Force Indication of Testing Machines
• ASTM E83 - Practice for Verification and Classification on Extensometer Systems
• ASTM E1012 - Practice for Verification of Test Frame and Specimen Alignment Under Tensile and Compressive Axial Force Application
• ASTM E1856 - Standard Guide for Evaluating Computerized Data Acquisition Systems Used to Acquire Data from Universal Testing Machines
• JIS K7171 - Standard for determine the flextural strength for plastic material & products

Джерела

• Czichos, Horst Springer Handbook of Materials Measurement Methods [Архівовано 1 січня 2014 у Wayback Machine.]. Berlin: Springer. 2006, pp. 1206 p.. - ISBN 9783540207856.
• Davis, Joseph R. Tensile testing [Архівовано 1 січня 2014 у Wayback Machine.]. 2004, (2nd ed.), ASM International, 283 p. — ISBN 9780871708069.