KC= A/F0, где А =Р*L(cosα2-cos140°); Вес маятника P=1кг, L=0,2м, cos140°=(-0,766), F0=b2 или b*c (образец с вырезом); площадь поперечного сечения образца. По рассчитанной ударной вязкости, из табл. 1, 2, 3, 4 (Приложение 1) определить какой это материал, найти в Интернете и описать его назначение и в каких условиях он работает.
Прочность при динамических нагрузках
При действии ударной нагрузки, даже при малой продолжительности, многие материалы, которые при наличии статических сил проявляли себя пластичными, работают как хрупкие. В случае колебаний упругой системы многократно повторяющиеся нагрузки приводят к резкому снижению прочности материалов, связанному с усталостными явлениями.
Механические испытания на удар
Обычные ударные испытания образцов, осуществляемые на маятниковых копрах, призваны оценить склонность материала к хрупкому разрушению и относятся по своим скоростным показателям (скорость удара 5-7 м/с) к квазистатическому нагружению. В результате испытания определяют полную работу, затраченную при ударе на разрушение образца (работу удара), и ударную вязкость. Под ударной вязкостью следует понимать работу удара, отнесенную к начальной площади поперечного сечения образца. Единицей измерения ударной вязкости является Дж/см2. В зависимости от вида надреза (U-, V или T-образный надрез) ударная вязкость обозначается как KCV, KCU или KCT. Выбор вида концентратора осуществляется в зависимости от требований к изделию:U - при обычных испытаниях металлов и сплавов; V - для конструкций повышенной степени надежности (летательные аппараты, транспортные средства, трубопроводы, сосуды давления); T- для особо ответственных конструкций.
Для определения вязкости хрупких материалов (инструментальных сталей с твердостью более 50) применяют гладкие образцы и ударная вязкость обозначается KC.
Ударная вязкость как свойство материала чувствительна к особенностям структуры материала и механического его поведения. Например, различие в комплексе свойств при деформировании и разрушении мелкозернистого и крупнозернистого железа четко выявляется ударной вязкостью.
Испытанию на удар подвергаются практически все материалы. Она характеризует способность материала сопротивляться хрупкому разрушению (поглощать энергию удара за счет пластического деформирования).
Испытания показывают, что при понижении температуры сначала наблюдается постепенное снижение ударной вязкости, при определенной температуре она достигает своего наименьшего значения, которое при дальнейшем понижении температуры не изменяется.
Температуры и называют соответственно верхней и нижней температурами хрупкости, а само явление хладноломкостью. Порог хладноломкости определяется типом кристаллической решетки, количеством примесей внедрения, при этом зависимость наблюдается обратная – чем ниже порог хладноломкости, тем выше ударная вязкость, т.е. ударная вязкость есть функция порога хладноломкости.