INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Transkrypt

1 INSTYTUT MASZYN I URZĄZEŃ ENERGETYCZNYCH Politechnika Śląska w Gliwicach INSTRUKCJA O ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW TECH OLOGICZ A PRÓBA ZGI A IA

2 Zasada wykonania próby. Próba polega na odkształceniu plastycznym próbki przez jej zginanie, bez zmiany kierunku działania siły, wokół trzpienia o określonym promieniu lub wkładki o określonej grubości do osiągnięcia żądanego kąta zgięcia lub do pojawienia się pęknięcia. W czasie zginania osie obu końców próbki powinny pozostawać w płaszczyźnie prostopadłej do osi zginania. Urządzenie do przeprowadzenia próby. 1. Zginanie mechaniczne. Próbę zginania przeprowadza się na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej lub prasie dodatkowo wyposażonej w: - urządzenie do zginania składające się z dwóch podpór i trzpienia (Rys. 1a), - urządzenie do zginania w postaci matrycy z wycięciem w kształcie litery V i trzpienia (Rys. 1b). Zginanie ręczne. Próba zginania może być wykonana również ręcznie na urządzeniu składającym się z imadła i trzpienia wraz z innym oprzyrządowaniem umożliwiającym prawidłowe przyłożenie siły zginającej na próbkę podczas zginania (Rys. ). Zginanie ręczne jest możliwe dla wyrobów o mniejszej grubości lub średnicy umożliwiających przeprowadzenie takiej próby. a) b) Rys. 1. Urządzenie do zginania mechanicznego Rys.. Urządzenie do zginania ręcznego Kształt i wymiary próbek. o prób stosuje się próbki (Rys. 3) o przekroju: okrągłym, wielobocznym, prostokątnym i kwadratowym. - -

3 a b L Rys. 3. Standardowa próbka do badań o przekroju prostokątnym ługość próbek określa się w zależności od grubości i warunków przeprowadzania próby. Orientacyjną długość próbki L (mm) oblicza się wg wzoru: ( a+ ) + ( 100 ) [ mm] L= 150 Rodzaje prób zginania Rozróżnia się następujące rodzaje wykonania próby zginania: a) Próba zginania do określonego kąta zgięcia α próbki b) Próba zginania do równoległości ramion próbki oddalonych od siebie o określoną wielkość c) Próba zginania do styku ramion próbki Ad a) Próba zginania do określonego kąta zgięcia α próbki Zginaną próbkę ustawia się na podporach (Rys. 1a) lub na matrycy z wycięciem w kształcie litery V (Rys. 1b) i zgina przykładając nieprzerwanie i w sposób narastający obciążenie w osi między podporami i w osi wycięcia V matrycy. Jeżeli zgięcie w tych przypadkach do określonego kąta jest niemożliwe, doginanie należy ukończyć przez przyłożenie obciążenia bezpośrednio na końce próbki (Rys. 4). Zginanie należy przetrwać w momencie osiągnięcia przez próbkę kąta zgięcia określonego w normie przedmiotowej wyrobu lub w chwili pojawienia się pierwszego pęknięcia. W przypadku próby zginania wykonywanej w imadle próbkę zaciska się razem z trzpieniem w szczękach imadła i zgina wokół zaokrąglenia trzpienia (Rys. ). Rys. 4. oginanie próbki Ad b) Próba zginania do równoległości ramion próbki oddalonych od siebie o określoną wielkość Próbkę zgiętą wstępnie, w sposób opisany w podpunkcie a), ustawia się między płaskimi równoległymi płytami dociskowymi maszyny wytrzymałościowej, prasy lub między szczękami imadła przy ręcznym zginaniu i odkształca przyłożonym obciążeniem (Rys. 5) do momentu uzyskania równoległości ramion z wkładką (Rys. 5a) lub bez wkładki (Rys. 5b). Jeżeli przed osiągnięciem równoległości ramion na próbce ukaże się pęknięcie, próbę należy przerwać. Jeżeli w normie przedmiotowej wyrobu nie podano inaczej, grubość wkładki powinna być równa grubości trzpienia. Ad c) Próba zginania do styku ramion próbki Próbkę zgiętą wstępnie, w sposób opisany w podpunkcie a) dogina się między płaskimi równoległymi płytkami dociskowymi maszyny wytrzymałościowej, prasy lub między szczękami imadła do uzyskania styku ramion ( Rys. 6)

4 a) b) Rys. 5. Próba zginania do równoległości ramion Rys. 6. Próba zginania do styku ramion Ocena wyników próby zginania. Ocenę wyników próby zginania należy przeprowadzić przez porównanie z wymaganiem normy przedmiotowej wyrobu biorąc za podstawę występowanie, względnie nie występowanie, na zewnętrznej powierzchni i bokach zgiętej części próbki pęknięć, naderwań lub innych wad określonych w normie przedmiotowej wyrobu widocznych bez użycia przyrządów powiększających. Kąt zginania podany w normach przedmiotowych należy zawsze uważać za wielkość minimalną. W przypadku jeżeli podaje się wewnętrzny promień zgięcia, to należy go traktować jako maksymalny. Wykonanie próby. Warunki przeprowadzenia próby. W celu prawidłowego przeprowadzenia próby zginania, urządzenia powinny spełniać następujące warunki: ługość podpór, szerokość trzpienia maszyny wytrzymałościowej i pracy powinny być większe od szerokości próbki. Promień zaokrąglenia podpór nie powinien być mniejszy niż jedna grubość lub średnica próbki. Odległość między podporami powinna wynosić: a l = i nie powinna ulegać zmianie podczas próby. Temperatura próby: próbę zginania wykonuje się w temperaturze ( + 3 a) ± [ mm] C. Nieobrobiona powierzchnia próbki powinna znajdować się przy zginaniu na zewnętrznej rozciąganej stronie. Widoczność zginanej części próbki powinna zapewniać prawidłową ocenę przebiegu próby. Próbkę należy obciążać powoli, w sposób płynny dla zapewnienia swobodnego odkształcenia plastycznego. Kąt zgięcia określa się po zdjęciu siły zginającej. Opracowanie sprawozdania. Sprawozdanie z przeprowadzonego ćwiczenia laboratoryjnego powinno zawierać: 1. Krótki opis technologicznej próby zginania oraz urządzenia, na którym wykonano zadanie.. Cechy geometryczne próbki do badań i wytyczne do przeprowadzenia ćwiczenia (dane). 3. Obliczenia czasu próby oraz przesunięcia głowicy zginającej załącznik Tablica pomiarowa i wykres zginania. 5. Obliczenia naprężeń oraz wykres sił tnących i momentów zginających dla maksymalnej siły jaka wystąpiła podczas badania. 6. Wnioski

5 Załącznik 1. γ y x h h g β z l α δ ane: = 0 mm α =... v = 1 10 mm/min a = b = Obliczenia: L = l = h g = t = f(h g,v) = R= β = 90 α γ = 90 α δ = 90 β 1 x= Rsinδ y = R( 1 cosδ) z = R 1 sinβ l + R x h = + y h h tgβ z g = - 5 -