Badania wytrzymałościowe

Transkrypt

1 WyŜsza Szkoła InŜynierii Dentystycznej im. prof. A.Meissnera w Ustroniu Badania wytrzymałościowe elementów drucianych w aparatach czynnościowych. Pod kierunkiem naukowym prof. V. Bednara Monika Piotrowska

2 Cel pracy Celem pracy jest wykonanie próby statycznej rozciągania, aby określić właściwości mechaniczne oraz jakościowe materiałów. Dzięki tego typu badaniom moŝna zaobserwować zachowanie się materiału w całym zakresie odkształceń.

3 ZAKRES PRACY Zakres pracy obejmuje: - Zapoznanie się z piśmiennictwem - Przygotowanie próbek do badań - Opracowanie wyników z próby rozciągania Rm - wytrzymałość na rozciąganie, Re - wyraźną granicę plastyczności, R 0,2 umowna granica plastyczności, A - wydłuŝenie względne próbki po zerwaniu, Fm- największa siła rozciągania, Fu siła przy zerwaniu próbki

4 MATERIAŁY UśYTE DO BADAŃ Wykorzystano druty ortodontyczne ze stali chromowo niklowej Cr-Ni W ortodoncji dzięki odporności na korozję druty w środowisku jamy ustnej nie ulegają działaniu kwasów i związków chemicznych powstających pod wpływem gnicia oraz fermentacji, dzięki duŝej zawartości chromu. Chrom podnosi wytrzymałość na zmianę kształtu Nikiel zwiększa przewodzenie ciepła oraz obniŝa temperaturę topnienia

5 MATERIAŁY UśYTE DO BADAŃ Stal chromowo niklowa Jest stopem jednorodnym zbudowanym z kryształów mieszanych w regularnym układzie przestrzenno centrycznym (na budowę kryształów i krystalizację w tym układzie mają wpływ dodatki stopowe takie jak: kobalt, molibden, miedź i niekiedy krzem).

6 MATERIAŁY UśYTE DO BADAŃ MET - DENT Skład chemiczny: * 18 20% chromu * 8 10% niklu * 0,2% węgla

7 PRZYGOTOWANIE PRÓBEK DO BADAŃ Próbki: Nr 1 drut o średnicy 1,0 mm Nr 2 drut o średnicy 0,9 mm Nr 3 drut o średnicy 0,8 mm Nr 4 drut o średnicy 0,7 mm KaŜda próbka (drut ortodontyczny) ma długość 50mm

8 WYKONANIE BADAŃ NapręŜenia i odkształcenia określono w roboczej części próbek, w której uzyskuje się jednorodny stan napręŝeń. Na roboczej części próbki ustalono bazę pomiarową l 0=50 mm, w granicach której wykonano wszystkie pomiary. NapręŜenia działające w przekroju poprzecznym rozciąganej próbki określono z zaleŝności: σ = F A [MPa] gdzie: F - siła rozciągająca próbkę [N], A - pole przekroju poprzecznego próbki [mm2]

9 WYKONANIE BADAŃ Statyczną próbę rozciągania przeprowadzono przy uŝyciu maszyny typu MTS 810. Oraz względem normy PN-EN : ''Statyczna próba na rozciąganie''

10 WYKONANIE BADAŃ Maszyna do próby rozciągania typu MTS 810.

11 STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA Próba ta polega na osiowym rozciąganiu próbek o ściśle określonym kształcie (zaleŝnym od rodzaju badanego materiału) w specjalnych uchwytach dostosowanych do próbek. Próba statyczna rozciągania jest jedną z podstawowych prób stosowanych do określenia jakości materiałów.

12 WYNIKI STATYCZNEJ PRÓBY ROZCIĄGANIA Próbka nr 1. φ = 1,00 mm Krzywa rozciągania: σ, MPa ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 ε, % R 0,2 = 2324,7 MPa Rm = 2395,1 MPa A = 3,26 % Fm = N Fu = 1203 N Brak wyraźnej granicy plastyczności Re.

13 Próbka nr 2. φ = 0,90 mm Krzywa rozciągania: σ, MPa ,5 1 1,5 2 2,5 ε, % R 0,2 = 1261,5 MPa Rm = 1434,1 MPa A = 1,94 % Fm = 1362 N Fu = 926 N Brak wyraźnej granicy plastyczności Re.

14 Próbka nr 3. φ = 0,80 mm Krzywa rozciągania: σ, MPa ,5 1 1,5 2 2,5 ε, % R 0,2 = 1024,7 MPa Rm = 1112,5 MPa A = 1,96 % Fm = 882 N Fu = 618 N Brak wyraźnej granicy plastyczności Re.

15 Próbka nr 4. φ = 0,70 mm Krzywa rozciągania: σ, MPa ,5 1 1,5 2 ε, % R 0,2 = 839,6 MPa Rm = 1284,1 MPa A = 1,90 % Fm = 694 N Fu = 523 N Brak wyraźnej granicy plastyczności Re.

16 PODSUMOWANIE Do badań zostały wykorzystane próbki wykonane z drutu Cr - Ni stosowanego w wykonawstwie aparatów czynnościowych. Próbki zostały poddane statycznej próbie rozciągania w maszynie typu MTS 810. Analiza danych pomiarów wytrzymałościowych, przedstawiona w pracy, pozwala na sformułowanie następujących wniosków.

17 WNIOSKI Druty spręŝyste przez swą zdolność powracania po kaŝdorazowym odkształceniu do formy pierwotnej wywiązują siłę stałą. Siły spręŝystości są zaleŝne od grubości i długości drutu. Im drut jest grubszy i krótszy, tym jest silniejszy. Druty cienkie i długie dają siłę słabą stałą, co powoduje prawidłową, fizjologiczną przebudowę kości. Dozowanie bowiem bardzo małych sił tkanka przyjmuje jako zachętę do wzrostu.

18 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ