Laboratorium Wytrzymałości Materiałów



Podobne dokumenty
Materiały dydaktyczne. Semestr IV. Laboratorium

LABORATORIUM Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

ĆWICZENIE 1 STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI - UPROSZCZONA. 1. Protokół próby rozciągania Rodzaj badanego materiału. 1.2.

Laboratorium Wytrzymałości Materiałów

2.2 Wyznaczanie modułu Younga na podstawie ścisłej próby rozciągania

Metody badań materiałów konstrukcyjnych

α k = σ max /σ nom (1)

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu MECHANIKA I BUDOWA MASZYN Studia pierwszego stopnia

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu MECHANIKA I BUDOWA MASZYN Studia pierwszego stopnia

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Modelowanie Wspomagające Projektowanie Maszyn

Wytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu. 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów.

Z-LOG-0133 Wytrzymałość materiałów Strength of materials

Politechnika Białostocka

Temat 1 (2 godziny): Próba statyczna rozciągania metali

Wytrzymałość Materiałów II studia zaoczne inżynierskie I stopnia kierunek studiów Budownictwo, sem. IV materiały pomocnicze do ćwiczeń

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Wytrzymałość materiałów Strength of materials

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

ĆWICZENIE 15 WYZNACZANIE (K IC )

Podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów. Statyczna próba rozciągania metali. Warunek nośności i użytkowania. Założenia

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA

Wytrzymałość materiałów. Budowa i eksploatacja maszyn I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

TEMAT: Próba statyczna rozciągania metali. Obowiązująca norma: PN-EN :2002(U) Zalecana norma: PN-91/H lub PN-EN AC1

Z-LOGN Wytrzymałość materiałów Strength of materials

MECHANIKA TECHNICZNA

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów studia niestacjonarne I-go stopnia, semestr zimowy

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

INSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 4

Nazwa przedmiotu INSTRUMENTARIUM BADAWCZE W INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Instrumentation of research in material engineering

Statyczna próba rozciągania - Adam Zaborski

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Defi f nicja n aprę r żeń

wiczenie 15 ZGINANIE UKO Wprowadzenie Zginanie płaskie Zginanie uko nie Cel wiczenia Okre lenia podstawowe

Wytrzymałość materiałów Strength of materials

Al.Politechniki 6, Łódź, Poland, Tel/Fax (48) (42) Mechanika Budowli. Inżynieria Środowiska, sem. III

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2019/2020

Mechanika i wytrzymałość materiałów Kod przedmiotu

Ć w i c z e n i e K 4

Materiały pomocnicze do wykładów z wytrzymałości materiałów 1 i 2 (299 stron)

REGULAMIN ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Rok akademicki: 2015/2016 Kod: MIM IS-n Punkty ECTS: 5. Kierunek: Inżynieria Materiałowa Specjalność: Inżynieria spajania

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Analiza drgań belki utwierdzonej na podstawie pomiarów z zastosowaniem tensometrii elektrooporowej. KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE EKSPERYMENTU

Wytrzymałość materiałów. Wzornictwo przemysłowe I stopień (I stopień / II stopień) ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Zadanie 1 Zadanie 2 tylko Zadanie 3

STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA

INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ W LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Temat 3 (2 godziny) : Wyznaczanie umownej granicy sprężystości R 0,05, umownej granicy plastyczności R 0,2 oraz modułu sprężystości podłużnej E

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

SPRAWOZDANIE LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW B Badanie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych

Wyznaczenie reakcji belki statycznie niewyznaczalnej

Karta (sylabus) przedmiotu Mechanika i Budowa Maszyn Studia I stopnia o profilu: A P

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Wytrzymałość Materiałów

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU: KONSTRUKCJE BUDOWLANE klasa III Podstawa opracowania: PROGRAM NAUCZANIA DLA ZAWODU TECHNIK BUDOWNICTWA

Politechnika Białostocka

Konstrukcje metalowe - podstawy Kod przedmiotu

Wyboczenie ściskanego pręta

Badanie zjawiska kontaktu LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Zestaw pytań z konstrukcji i mechaniki

SPRAWOZDANIE: LABORATORIUM Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW B Badanie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Wytrzymałość Materiałów

Spis treści. Wstęp Część I STATYKA

LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW. Ćwiczenie 14 BADANIE ZBIORNIKA CIŚNIENIOWEGO Wprowadzenie Cel ćwiczenia

Badanie ugięcia belki

Dr inż. Janusz Dębiński

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

MATERIAŁOZNAWSTWO vs WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW

Do najbardziej rozpowszechnionych metod dynamicznych należą:

Integralność konstrukcji w eksploatacji

Doświadczalne sprawdzenie twierdzeń Bettiego i Maxwella LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Ć w i c z e n i e K 3

Mechanika i wytrzymałość materiałów instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

BADANIA WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH 1. Próba rozciągania metali w temperaturze otoczenia (zg. z PN-EN :2002)

Dobór materiałów konstrukcyjnych cz. 4

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

6.1. Wstęp Cel ćwiczenia

instrukcja do ćwiczenia 3.4 Wyznaczanie metodą tensometrii oporowej modułu Younga i liczby Poissona

Badania właściwości zmęczeniowych bimetalu stal S355J2- tytan Grade 1

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Temat 2 (2 godziny) : Próba statyczna ściskania metali

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2015/2016

gruntów Ściśliwość Wytrzymałość na ścinanie

Przedmiot: Mechanika z Wytrzymałością materiałów

Rodzaje obciążeń, odkształceń i naprężeń

Naprężenia, przemieszczenia, odkształcenia Właściwości materiałów. dr hab. inż. Tadeusz Chyży Katedra Mechaniki Konstrukcji

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Transkrypt:

Katedra Wytrzymałości Materiałów Instytut Mechaniki Budowli Wydział Inżynierii Lądowej Politechnika Krakowska Laboratorium Wytrzymałości Materiałów Praca zbiorowa pod redakcją S. Piechnika Skrypt dla studentów Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej KRAKÓW 2002

SPIS TREŚCI 1 TENSOMETRIA ELEKTROOPOROWA... 9 1.1 Podstawy teoretyczne... 10 1.2 Podstawowy związek tensometrii elektrooporowej... 12 1.3 Układ pomiarowy w tensometrii elektrooporowej... 14 1.4 Tensometry elektrooporowe... 16 1.5 Mostek Wheatstone a... 19 1.6 Przygotowanie konstrukcji i tensometrów elektrooporowych do pomiarów... 20 1.7 Ćwiczenie: wyznaczenie modułu Younga i liczby Poissona metodą tensometrii elektrooporowej... 20 1.7.1 Opis stanowiska i metody pomiaru... 21 1.7.2 Wykonanie ćwiczenia... 22 1.7.3 Wykonanie sprawozdania... 23 1.7.4 Wzór formularza pomiarów do wyznaczenia modułu Young a i liczby Poissona... 23 1.8 Ćwiczenie: wyznaczenie naprężeń w rozciąganej płaskiej tarczy z otworem kołowym metodą tensometrii elektrooporowej... 25 1.8.1 Wstęp teoretyczny... 25 1.8.2 Opis stanowiska i metoda pomiaru... 27 1.8.3 Wykonanie ćwiczenia... 29 1.8.4 Wykonanie sprawozdania... 30 1.9 Pytania kontrolne do tensometrii elektrooporowej... 31 2 ZASTOSOWANIE METOD TENSOMETRYCZNYCH DO ANALIZY STANU ODKSZTAŁCENIA I NAPRĘŻENIA... 33 2.1 Zastosowanie metod tensometrycznych do analizy stanu odkształcenia i naprężenia... 35 2.2 Pomiary przemieszczeń belek zginanych... 35 2.3 Metody tensometryczne pomiarów odkształceń... 36 2.3.1 Tensometr mechaniczny Huggenbergera... 36 2.3.2 Tensometry elektryczne... 37 2.4 Wykonanie ćwiczenia... 37 2.5 Pytania kontrolne... 39 3 WERYFIKACJA DOŚWIADCZALNA HIPOTEZ WŁASOWA W TEORII PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH... 41 3.1 Zetownik rozciągany siłą osiową... 43

3.1.1 Uzasadnienie celu wykonania doświadczenia... 43 3.1.2 Dlaczego pręt rozciągany o przekroju zetowym? Dobór kształtu przekroju zetowego (wymiarów półek i środnika).... 44 3.1.3 Opis doświadczenia stalowy pręt zetowy rozciągany w maszynie wytrzymałościowej... 45 3.1.4 Zestawienie wyników teoretycznych i doświadczalnych dla stalowego pręta zetowego rozciąganego w maszynie wytrzymałościowej.... 47 3.1.5 Uwagi do rozwiązania numerycznego.... 48 3.1.6 Wnioski: porównanie zgodności teorii prętów cienkościennych otwartych z wynikami doświadczeń... 48 3.2 Pytania kontrolne... 49 4 ZASTOSOWANIA UNIWERSALNEJ MASZYNY WYTRZYMAŁOŚCIOWEJ UTS 100K... 51 4.1 Podstawowy opis maszyny UTS 100K... 53 4.1.1 Opis maszyny UTS 100K... 53 4.1.2 Pomiar siły... 54 4.1.3 Pomiar przemieszczeń... 55 4.1.4 Dane techniczne uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej UTS 100K... 56 4.1.5 Układ kontrolno-pomiarowy... 56 4.2 Oprzyrządowanie... 58 4.2.1 Szczęki i uchwyty do próby rozciągania... 58 4.2.2 Płyty do próby ściskania... 59 4.2.3 Stanowisko do próby zginania poprzecznego siłą skupioną.... 59 4.3 Oprogramowanie... 60 4.3.1 UTS Program System 205/209... 60 4.3.2 Procedury własne użytkownika... 60 4.4 Statyczna próba rozciągania... 60 4.4.1 Cel próby... 61 4.4.2 Zalety próby... 61 4.4.3 Wykres rozciągania dla stali miękkiej... 62 4.4.4 Typowe wykresy rozciągania (w zależności od cech plastycznych materiału)... 63 4.4.5 Obciążenie i odciążenie... 64 4.4.6 Schematyzacje wykresu rozciągania... 65 4.4.7 Rodzaje próbek... 65 4.4.8 Wyznaczanie naprężeń granicznych przy umownym wydłużeniu trwałym metodą obciążania... 67 4.4.9 Pomiar modułu sprężystości... 68

4.4.10 Przebieg próby... 69 4.5 Próba zginania poprzecznego... 70 4.5.1 Cel próby zginania... 70 4.5.2 Wyznaczanie modułu sprężystości poprzez pomiar ugięć... 70 4.5.3 Przebieg próby... 71 4.6 Statyczna próba ściskania... 71 4.6.1 Opis ogólny próby ściskania... 71 4.6.2 Cel próby... 72 4.6.3 Próbki... 73 4.6.4 Pomiar modułu sprężystości... 73 4.6.5 Przebieg próby... 74 4.7 Obsługa maszyny UTS100K... 74 4.7.1 Konfiguracja maszyny... 74 4.7.2 Uruchamianie... 74 4.7.3 Podstawowe informacje nt. obsługi programu UTS 209/205.. 75 4.7.4 Adaptacja... 75 4.7.5 Wykonanie ćwiczenia... 76 4.7.6 Wyłączenie maszyny... 78 4.7.7 Modyfikacja parametrów ćwiczenia... 78 4.7.8 Obróbka wyników po zakończonej próbie... 82 4.7.9 Zapisanie lub odczyt parametrów ćwiczenia z dysku... 82 4.8 Opracowanie wyników badań... 83 4.8.1 Opracowanie wyników badań w arkuszu kalkulacyjnym... 83 4.9 Podstawowe zasady postępowania... 87 4.10 Pytania kontrolne... 90 5 STAN NAPRĘŻENIA W PRĘCIE SILNIE ZAKRZYWIONYM... 93 5.1 Pręt silnie zakrzywiony... 95 5.1.1 Cel ćwiczenia... 95 5.1.2 Podstawy teoretyczne... 95 5.1.3 Opis próbki... 98 5.1.4 Przeprowadzenie ćwiczenia.... 99 5.1.5 Opracowanie wyników... 103 5.1.6 Analiza systemem elementów skończonych... 106 5.1.7 Pytania kontrolne... 109 6 DEFEKTOSKOPIA ULTRADŹWIĘKOWA...111 6.1 Wstęp... 112 6.2 Podstawy fizyczne... 112 6.3 Podstawowe pojęcia i definicje (zgodne z PN XX / M 70050)... 113

6.3.1 Ogólne nazwy i określenia... 113 6.3.2 Nazwy i określenia dotyczące aparatury i urządzeń pomocniczych... 116 6.3.3 Nazwy i określenia dotyczące badań... 119 6.4 Sprzęt do badań ultradźwiękowych... 120 6.5 Opis defektoskopu USD-10... 121 6.5.1 Opis działania... 122 6.6 Opis przełączników USD-10... 123 6.6.1 Podstawowe parametry... 124 6.6.2 Opis funkcji menu... 125 6.6.3 Obsługa defektoskopu... 129 6.7 Głowice do badań ultradźwiękowych... 130 6.7.1 Budowa głowic... 133 6.8 Wzorce ultradźwiękowe... 135 6.8.1 Wzorzec W1 (zgodny z PN-XX / M-70051)... 135 6.8.2 Wzorzec W2 (zgodny z PN-XX / M-70054)... 136 6.8.3 Wzorzec schodkowy... 136 6.8.4 Wzorce porównawcze... 137 6.8.5 Wzorce mikrosekundowe (zgodne z PN-XX / M-70056)... 137 6.9 Wady rzeczywiste:... 137 6.10 Ćwiczenia laboratoryjne... 145 6.10.1 Lokalizacja wad w próbkach głowicą normalną... 145 6.10.2 Lokalizacja wad w próbkach głowicą kątową... 147 6.10.3 Lokalizacja wad w próbkach głowicą fal powierzchniowych 148 6.10.4 Pomiary grubości metodą bezpośrednią... 150 6.10.5 Pomiary grubości metodą ech wielokrotnych... 151 6.10.6 Pomiary grubości głowicą podwójną... 152 6.10.7 Pomiary prędkości fal podłużnych... 153 6.10.8 Pomiary prędkości fal poprzecznych... 155 6.10.9 Wyznaczanie stałych materiałowych... 157 6.10.10 Ocena rozmiaru wady za pomocą nieunormowanego wykresu OWR... 158 6.11 Uzupełnienie... 162 6.11.1 Tabele materiałowe... 162 6.12 Pytania kontrolne... 163 6.13 Zalecana literatura... 163 7 ELASTOOPTYCZNE METODY ANALIZY NAPRĘŻEŃ... 165 7.1 Wstęp... 167 7.2 Opis zjawisk fizycznych... 167

7.2.1 Rozkład wektora światła w polaryskopie liniowym... 170 7.2.2 Polaryskop kołowy... 173 7.3 Pełno-polowa analiza obrazu... 174 7.3.1 Izokliny... 174 7.3.2 Izochromy... 175 7.3.3 Metoda kompensacji goniometrycznej (Tardy)... 178 7.4 Polaryskop edukacyjny Vishay 080... 179 7.4.1 Elementy składowe stanowiska i zasada pracy polaryskopu. 179 7.4.2 Budowa polaryskopu... 181 7.4.3 Pomiar kierunków naprężeń głównych... 185 7.4.4 Pomiar rzędów izochrom... 187 7.4.5 Pomiar ułamkowych rzędów izochrom metodą Tardy... 187 7.5 Ława elastooptyczna... 188 7.6 Obsługa siłomierza 082A... 190 7.7 Przebieg ćwiczeń... 191 7.7.1 Rozciąganie proste... 191 7.7.2 Belka zginana... 192 7.7.3 Belka zginana poprzecznie... 193 7.7.4 Pręt zakrzywiony... 194 7.7.5 Tarcza z otworem i karbem... 195 7.7.6 Pierścienie z zamrożonym stanem naprężenia... 196 7.8 Pytania kontrolne... 197 7.8.1 Pytania ogólne... 197 7.8.2 Pytania szczegółowe... 197 8 POMIARY TWARDOŚCI METALI... 203 8.1 Pomiary twardości metali... 205 8.1.1 Wstęp... 205 8.2 Metoda Brinella ( PN-91/H-04350 )... 206 8.2.1 Twardość według Brinella... 206 8.2.2 Warunki pomiaru... 207 8.2.3 Pomiar odcisku i zapis pomiaru... 210 8.2.4 Wykonanie pomiaru twardości twardościomierzem Brinella 211 8.2.5 Zalety i wady pomiarów metodą Brinella... 211 8.3 Metoda pomiaru młotkiem Poldi... 212 8.4 Pytania kontrolne:... 213