Próba statyczna zwykła rozciągania metali

Transkrypt

1 Próba statyczna zwykła rozciągania metai Opracował: XXXXXXX stdia inŝynierskie zaoczne wydział mechaniczny semestr V Gdańsk 1 r.

2 Wprowadzenie Podstawową próbą badań własności mechanicznych metai jest próba statyczna rozciągania metai, jęta normą PN-8/H 431. Dzięki takim próbom otrzymjemy podstawowe informacje o własnościach wytrzymałościowych i pastycznych danych metai. Próba taka reaizje najprostszy stan napręŝeń, jaki powstaje przy prostym rozciągani. Badanie wytrzymałościowe w trakcie tej próby poega na osiowym rozciągani próbki odpowiednio kształtowanej na maszynie wytrzymałościowej zwanej zrywarką. Próbki przeznaczone do badań mają część pomiarową o stałym przekroj, a zakończone są obstronnie główkami o zwiększonym przekroj. Część pomiarowa o dłgości L przechodzi w sposób łagodny do główek, dzięki czem moŝemy przyjąć, Ŝe stan napręŝenia i odkształcenia w kaŝdym pnkcie części pomiarowej jest jednakowy. Przeprowadzając statyczną próbę rozciągania metai naeŝy pamiętać, iŝ zyskane wyniki pochodzą z badań przeprowadzonych na próbkach, a zatem nie mogą odzwierciedać zachowania się gotowych konstrkcji pod obciąŝeniem. Ce ćwiczenia Ceem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobem przeprowadzenia próby na rozciąganie, oraz wyznaczenie następjących wartości: a) granicy pastyczności, b) wytrzymałości na rozciąganie, c) wydłŝenie, d) przewęŝenie. Podstawowe pojęcia Wytrzymałość na rozciąganie (napręŝenie odpowiadające największej sie rozciągającej) obiczana jest ze wzor: (1) F max [N] maksymana siła rozciągająca w czasie próby [m ] poe powierzchni przekroj poprzecznego próbki R m F max N m Granica pastyczności (napręŝenia, przy których następje wyraźny wzrost wydłŝenia, zwany teŝ płynięciem materiał) obiczana jest ze wzor: () F [ ] Fe R N e m e N siła, przy której występje płynięcie materiał R e zwana jest wyraźną granicą pastyczności. RozróŜnia się: R eh górną granicę pastyczności R doną granicę pastyczności. el

3 Wzgędne wydłŝenie jest to stosnek trwałego wydłŝenia próbki po zerwani do dłgości początkowej i obiczana jest ze wzor: (3) A n L L 1% L L L dłgość pomiarowa po zerwani L dłgość początkowa próbki n współczynnik wieokrotności dłgości pomiarowej próbki w odniesieni do średnicy d PrzewęŜenie jest to bytek poa powierzchni przekroj poprzecznego próbki w miejsc zerwania w odniesieni do poa powierzchni jej przekroj pierwotnego i obicza się ze wzor: (4) z [ ] 1% mm poe powierzchni przekroj próbki po zerwani Ten sam wzór da próbek o przekroj kołowym moŝna przedstawić w następjący sposób: (5) d z 1 1% d d średnica pierwotna próbki d średnica próbki w miejsc zerwania 3

4 Rodzaje próbek Próbka okrągła o przekroj kołowym z główkami gwintowanymi wkręcanymi w chwyty maszyny wytrzymałościowej Próbka okrągła o przekroj kołowym z główkami do mocowania w szczękach maszyny wytrzymałościowej Próbka okrągła o przekroj kołowym z główkami do mocowania w chwytach z podkładkami pierścieniowymi Próbka płaska 4

5 Wyniki pomiarów Rozciąganie Próbkę staową o średnicy d 1.63 [mm] zerwano na maszynie wytrzymałościowej i otrzymano wyniki: F m 36.5 kn, F e 4.6 kn, R m 459 Mpa, R e 17 MPa Próbkę Ŝeiwną o średnicy d 9.9 [mm] zerwano na maszynie wytrzymałościowej i otrzymano wyniki: F m 16.4 kn, R m 13.6 Mpa Przykładowe obiczenia Poe powierzchni przekroj początkowego próbki staowej wynosi: Πd Poe powierzchni przekroj po zerwani wynosi: Π d Ściskanie Próbkę staową o średnicy d 1.98 [mm] poddano ściskani i otrzymano wyniki: F m 1 kg 1 kn, F e 48 kg 48 kn, 5.89 mm,,37 mm d 1.98 mm Próbkę Ŝeiwną o średnicy d 13.8 [mm] poddano ściskani i otrzymano wyniki: F m 14 kg 14 kn, 6.16 mm, d 13.8 mm Przykładowe obiczenia Poe powierzchni przekroj początkowego próbki staowej wynosi Πd Poe powierzchni przekroj początkowego próbki Ŝeiwnej wynosi Πd Ze wzor nr (1) obiczamy R m da próbki staowej 1 R m da próbki Ŝeiwnej 14 R m Ze wzor () obiczamy R e da stai: 48 R e [ MPa] [ MPa] [ MPa] 5

6 Wyniki pomiarów wykonanych w próbach rozciągania i ściskania stai i Ŝeiwa. Rodzaj Lp Materiał d d F e F m R e R m A 1 z obciąŝenia [mm] [mm] [kn] [kn] [MPa] [MPa] % % 1 TAL Rozciąganie śeliwo Rozciąganie TAL Ściskanie śeliwo Ściskanie Wytrzymałość na rozciąganie teoretycznej oraz rzeczywistej obiczonej na podstawie odczytanych wartości siły F oraz średnich rzeczywistych Lp F d rz rz σ rz F F σ t rz [kn] [mm] [mm ] [MPa] [MPa] Wyniki pomiarów dłgości początkowej i końcowej oraz obiczeń wydłŝenia wzgędnego A n próbki staowej rozciąganej n d oi [mm] i [mm] 13, ,79 1,56 11,98 11,98 11,98 11,98 11,98 11,98 Ε i 1% [%] WydłŜenie próbki w fnkcji iczby jednostek pomiarowych i on [mm] n [mm] A n [%]