Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą. The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation

Obróbka Plastyczna Metali vol. XXVII nr 4 (2016), s. 283 300 Metal Forming vol. XXVII no. 4 (2016), pp. 283 300 Inżynieria materiałowa w obróbce plastycznej Material engineering in metal forming Oryginalny artykuł naukowy Original Scientific Article Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation (1) Wacław Muzykiewicz*, (2) Marcin Wieczorek, (3) Marcin Mroczkowski, (4) Paweł Pałka, (5) Łukasz Kuczek AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland Informacje o artykule Zgłoszenie: 1.08.2016 Recenzja: 8.11.2016 Akceptacja: 16.12.2016 Wkład autorów (1) Autor koncepcji i założeń, nadzór nad badaniami, końcowa redakcja artykułu (2) Wykonawca badań, opracowanie wyników i wstępna redakcja artykułu (3) Wykonawca badań, częściowe opracowanie wyników (4) Wykonawca badań (5) Wykonawca bdań, udział w redakcji artykułu Article info Received: 1.08.2016 Reviewed: 8.11.2016 Accepted: 16.12.2016 Authors contribution (1) Author of concept and assumptions, supervision of research, final preparation of article Streszczenie Blachy perforowane należą do materiałów inżynierskich o szerokiej palecie coraz bardziej zaawansowanych zastosowań. Wymaga to dobrego rozpoznania ich właściwości, ich specyficznych w stosunku do pełnej blachy cech. W pracy przedstawiono wyniki badań modułu sprężystości wzdłużnej (modułu Younga) oraz własności mechanicznych, zwłaszcza wytrzymałościowych, blachy stalowej DC01 z prostym układem otworów okrągłych o średnicy równej szerokości mostu między otworami. Materiałem odniesienia była blacha pełna tego samego gatunku i grubości. Moduł Younga wyznaczono w oparciu o statyczną próbę rozciągania materiału w zakresie sprężystym, z wykorzystaniem ekstensometru dwuosiowego firmy Instron o odpowiedniej rozdzielczości pomiarowej. Przedyskutowano niejednorodność rozkładu wartości modułu sprężystości wzdłużnej w płaszczyźnie blachy na tle anizotropii własności mechanicznych, wywołanej kierunkowością cech geometrycznych siatki otworów. Wyższe wartości występują w kierunkach obciążenia prostopadłych do kierunku najgęstszego upakowania otworów. W przypadku perforacji prostej są to kierunki wyznaczone przez boki elementarnego kwadratu siatki, z reguły pokrywające się z kierunkiem walcowania blachy (0º) i poprzecznym (90º). Pokazano wpływ sposobu wyznaczania charakterystyk naprężeniowych blachy perforowanej na ich wartość i stopień niejednorodności. Odniesienie obciążenia zewnętrznego do czynnego przekroju poprzecznego rozciąganej próbki (do powierzchni mostów w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku obciążenia) daje wartości znacznie wyższe od wyznaczonych dla przekroju całkowitego, a niejednorodność ich rozkładu w płaszczyźnie blachy jest większa. W artykule oceniono również wpływ perforacji na obniżenie wartości modułu Younga i własności wytrzymałościowych blachy perforowanej z uwzględnieniem wskaźnika masy. Pozwala to na trafniejszą ocenę blachy perforowanej jako alternatywnego materiału konstrukcyjnego. Zaproponowano sposób określania wskaźnika ubytku masy blachy perforowanej dla przypadku tego samego materiału i tej samej grubości blachy. Słowa kluczowe: moduł sprężystości wzdłużnej (moduł Younga), własności wytrzymałościowe, blacha perforowana, stal DC01, wskaźnik (ubytku) masy Abstract Perforated sheet is among engineering materials that have a wide range of increasingly advanced applications. This requires good identification of the properties of such materials and their specific features, compared to solid sheet. This article presents the results of tests of the modulus of elasticity (Young s modulus) as well as of mechanical properties, particularly strength properties, of DC01 steel sheet with a right pattern of round holes with a diameter equal to the width of the bridge between holes. Solid sheet of the same grade and thickness served as the reference material. Young s modulus was determined * Autor do korespondencji. Tel.: +48 12 617 39 53; e-mail: muzywac@agh.edu.pl * Corresponding author. Tel.: +48 12 617 39 53; e-mail: muzywac@agh.edu.pl

284 Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą (2) Carrying out the research, elaboration of results, preliminary preparation of article (3) Carrying out the research, partial elaboration of results (4) Carrying out the research (5) Carrying out the research, participation in article preparation on the basis of a static tensile test of the material within the elastic range, with the use of a biaxial extensometer from the Instron company with the appropriate resolution of measurement. The anisotropic distribution of the value of the modulus of elasticity in the plane of the sheet was discussed on the background of the anisotropy of mechanical properties caused by the directionality of the geometrical features of the grid of holes. Higher values occur in loading directions perpendicular to the direction of the greatest hole density. In the case of a right perforation pattern, these are the directions determined by the sides of the elementary square of the grid, corresponding to the sheet rolling direction (0º) and transverse direction (90º) as a rule. The influence of the method of determining stress characteristics of perforated sheet on their value and degree of inhomogeneity was demonstrated. Dividing external load by the active crosssection of the specimen subjected to tension (by the surface of bridges in the plane perpendicular to the loading direction) yields values significantly greater than those determined for the full cross-section, and the anisotropy of their distribution in the plane of the sheet is greater. This article also evaluates the impact of perforation on reduction of Young s modulus and strength properties of perforated sheet, accounting for the mass ratio. This allows for more accurate assessment of perforated sheet as an alternative constructional material. A method for determining the mass loss ratio of perforated sheet for the case of the same material and the same sheet thickness is proposed. Keywords: modulus of elasticity (Young s modulus), strength properties, perforated metal sheet, DC01 steel, mass (loss) ratio 1. WPROWADZENIE 1. INTRODUCTION Blachy perforowane mają coraz szersze spektrum zastosowań od elektroniki, przez architekturę i budownictwo, sztukę określaną jako PerfoART, po górnictwo. Wynika to z szeregu ich charakterystycznych właściwości użytkowych, wśród których jedną z najważniejszych jest obniżona masa w stosunku do blachy pełnej, przy zachowaniu względnie wysokiej wytrzymałości. Redukcja masy jest istotna w takich obszarach jak przemysł motoryzacyjny, ze względu na oszczędność energii i ochronę środowiska, ale także w budownictwie i architekturze, choćby ze względu na obciążenie konstrukcji. Rynek blach perforowanych oferuje bardzo szeroki i zróżnicowany asortyment tych wyrobów, tak w zakresie układu perforacji, kształtu i wielkości otworów, jak i materiału, z którego są wykonane (różnego gatunku stale, aluminium i jego stopy, inne metale i stopy nieżelazne). Największe zastosowanie mają blachy stalowe, z podstawowymi układami otworów okrągłych lub kwadratowych (prostym i tzw. mijanym 60 o lub 45 o ). Coraz częściej stopień zaawansowania i finezja zastosowań blach perforowanych wymaga dobrego rozpoznania właściwości i orientacji w możliwościach ich plastycznego kształtowania. Perforated sheets have an increasingly broad spectrum of applications from electronics, through architecture and construction, the art form known as PerfoART, to mining. This is due to a series of their characteristic functional properties, one of the most important being reduced mass compared to solid sheet with preservation of relatively high strength. Mass reduction is significant in such fields as the motorization industry, due to energy savings and environmental protection, but also in construction and architecture, if only on account of loading of structures. The perforated sheet market offers a very wide and diverse range of such products, with regard to the range of perforation patterns, hole shape and size, as well as the material used to make sheet (various grades of steel, aluminum and its alloys, other metals, non-ferrous alloys). Steel sheet with basic round or square hole patterns (right and so-called alternating 60º or 45º), has the most applications. Increasingly often, the level of advancement and finesse of perforated sheet applications requires good identification of properties and knowhow concerning plastic forming capabilities of such Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation 285 Wyniki kompleksowych badań odkształcalności blach perforowanych z regularnymi układami otworów okrągłych i kwadratowych heksagonalnym (mijanym 60 ) i prostym, dla różnych wielkości otworu okrągłego i stopnia wypełnienia otworami powierzchni blachy (tzw. prześwitu) zamieszczono w pracy [1]. Zasadnicze treści pracy odnoszą się do badań własności mechanicznych i technologicznych oraz odkształcalności granicznej wyżej zdefiniowanych blach perforowanych, głównie stalowej blachy karoseryjnej Ib-SB, ale i miedzianej M2R (Cu- DHP) o różnej grubości. Zbadano też możliwości zastosowania wysokoenergetycznych technik cięcia do gęstej perforacji cienkiej blachy stalowej i dokonano oceny wpływu metody na jakość i właściwości wyrobu. Omówiono problem niejednorodności i związanej z nią lokalizacji odkształcenia blach perforowanych zagadnienie, które stanowi swego rodzaju wyróżnik, osobliwość kształtowania plastycznego tych materiałów. Pierwsze wyniki tego cyklu badań, obejmujące przeróbkę plastyczną blach perforowanych, opublikowano m.in. w pracy [2]. W odpowiedzi na zainteresowanie różnych gałęzi przemysłu możliwością kształtowania obrotowego wyrobów w kształcie powłok osiowosymetrycznych z blachy perforowanej, badania takie zostały przeprowadzone w Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu [3]. Autorzy przedstawili w artykule interesujące wyniki badań procesu wyoblania części wykonanych z ocynkowanej ogniowo blachy perforowanej Z-275 DX51D oraz stalowej perforowanej DC01. Sprawdzono wpływ wielkości otworów perforacji oraz wpływ niedziurkowanego kołnierza z litego materiału na możliwości kształtowania obrotowego. Badania pozwoliły stwierdzić, że technologia kształtowania obrotowego jest możliwa do zastosowania przy kształtowaniu blach perforowanych, przy czym kołnierz z materiału litego utrudnia wyoblanie wyrobu o żądanej geometrii i powoduje większą deformację otworów. Właściwości materiału i wielkość otworów oraz ich rozmieszczenie mają istotny wpływ na przebieg procesu wyoblania i uzyskaną jakość wyrobu. W większości dotychczasowych aplikacji blacha perforowana stosowana jest w prostych arkuszach lub bardziej złożonego kształtu wy- sheets. The results of comprehensive deformability tests of perforated sheet with right round and square hole patterns hexagonal (alternating 60 ) and right, for various round hole sizes and degrees in which holes fill the sheet surface (so-called open area) are given in work [1]. The fundamental contents of the work pertain to tests of mechanical and technological properties as well as limit formability of the perforated sheets defined above, mainly steel car body sheet Ib-SB, but also copper M2R (Cu-DHP) sheet of different thicknesses. The possibilities of applying high-energy cutting techniques for dense perforation of thin steel sheet was also investigated, and the method s impact on the quality and properties of the product was evaluated. The problem of anisotropy and the localization of perforated sheet strain related to it was discussed a problem that constitutes a kind of discriminant indicating the peculiarity of plastic working performed on materials of this type. The first results of this testing cycle, covering plastic processing of perforated sheets, were published in work [2], among others. In response to the interest of different branches of industry in the possibility of rotational forming of products in the shape of axially symmetrical perforated sheet shells, these tests were conducted at the Metal Forming Institute in Poznań [3]. In the article, the authors presented interesting test results of the spinning process performed on hot-galvanized Z-275 DX51D perforated sheet and DC01 steel perforated sheet. The effect of perforation hole size and of an unperforated collar of solid material on rotational forming capabilities was checked. Tests made it possible to state that rotational forming technology can be applied to form perforated sheet, while a collar of solid material hinders spinning of a product with the desired geometry and causes greater hole deformation. The properties of the material as well as hole size and distribution have a significant impact on the progression of the spinning process and final product quality. In most current applications, perforated sheet is used in straight sheets or more complex shapes. In such a case, the rigidity and in the Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

286 Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą krojach. Wtedy ważna jest sztywność i w przypadku obciążenia konstrukcji własności wytrzymałościowe takiego materiału. Wymóg odpowiednio wysokiej sztywności elementów, przy jednoczesnym zachowaniu jak najmniejszej masy, nadaje zasadniczego znaczenia kwestii poprawnego określenia ich własności mechanicznych, pozwalającego na optymalne ich wykorzystanie i zapewnienie bezpieczeństwa użytkowników określonej konstrukcji. Sztywność, czyli reakcję na zmianę kształtu, można określić w pośredni sposób, posługując się modułami sprężystości [4, 5]. W wielu materiałach w zakresie liniowosprężystym wartość odkształcenia jest wprost proporcjonalna do przyłożonego naprężenia (prawo Hooke a). Dla jednoosiowego rozciągania (lub ściskania) zależność ta wyraża się wzorem: (1) gdzie: σ naprężenie rozciągające (lub ściskające), E współczynnik sprężystości wzdłużnej, ɛ względne odkształcenie liniowe. Współczynnik proporcjonalności E (moduł Younga) charakteryzuje sztywność materiału. Jego wartość zależy głównie od typu wiązań między atomami, składu chemicznego oraz struktury krystalicznej [6]. Dla materiałów izotropowych, moduł Younga można powiązać z pozostałymi parametrami, charakteryzującymi materiał w obszarze liniowosprężystym następującymi zależnościami [5]: () oraz () (2) gdzie: G współczynnik sprężystości poprzecznej (moduł Kirchhoffa), K współczynnik sprężystości objętościowej (moduł Helmholtza), ν współczynnik Poissona. Wartość modułu Younga można wyznaczyć metodą ultradźwiękową lub mechanicznie metodą strzałki ugięcia lub w statycznej próbie rozciągania w zakresie sprężystym. W prezentowanej pracy, której zasadniczym celem było określenie modułu sprężystości wzdłużnej blachy stalowej DC01 z perforacją prostą, zastosowano metodę statycznego rozciągania. case of structure loading strength properties of such material are important. The requirement of appropriately high rigidity of elements with simultaneous preservation of the lowest possible mass means that the issue of correct identification of their mechanical properties, allowing for their optimal use and ensuring safety of a specific construction s users, is of fundamental importance. Rigidity, or the reaction to change of shape, can be determined indirectly by using elasticity moduli [4, 5]. In many materials, the deformation value is directly proportional to applied load in the linear elastic range (Hooke s law). For uniaxial tension (or compression), this dependence is expressed by the formula: (1) where: σ tensile (or compressive) stress, E modulus of elasticity, ɛ relative linear deformation. Proportionality coefficient E (Young s modulus) characterizes the material s rigidity. Its value mainly depends on the type of bonds between atoms, chemical composition and crystalline structure [6]. For isotropic materials, Young s modulus can be linked to the other parameters characterizing a material in the linear elastic range by the following dependencies [5]: () and () (2) where: G transverse modulus of elasticity (Kirchhoff s modulus), K bulk modulus (Helmholtz s modulus), ν Poisson ratio. The value of Young s modulus can be determined by the ultrasound method or mechanically by the deflection method or by a static tensile test within the elastic range. In the presented article, the primary objective of which was to determine the modulus of elasticity of DC01 steel sheet with a right perforation pattern, the static tensile method was applied. Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation 287 2. ZAKRES I METODYKA BADAŃ W pracy zamieszczono fragment szerszego spektrum badań, obejmujących zagadnienia relacji pomiędzy zmianą własności mechanicznych, w szczególności sprężystych i wytrzymałościowych, a wskaźnikiem obniżenia masy blachy w wyniku perforacji oraz wpływu perforacji na sztywność blachy, poddanej różnym obciążeniom. 2.1. Badany materiał Badania przeprowadzono na blasze stalowej DC01 o grubości 1 mm. Jest to materiał o dużym znaczeniu komercyjnym. Stale niskowęglowe, zawierające 0,02 0,20 % węgla są wytwarzane w największej ilości. Charakteryzują się dobrą spawalnością i można je łączyć wszystkimi powszechnie stosowanymi metodami. Posiadają optymalne zestawienie wytrzymałości, ciągliwości oraz odporności na pękanie [6]. Zimnowalcowana blacha stalowa DC01 jest odpowiednim materiałem do kształtowania plastycznego. Wykazuje dobre właściwości tłoczne, nadaje się do obciągania, gięcia i profilowania rolkowego. Blacha pełna (bez otworów), stanowiła w pracy materiał odniesienia dla blachy z perforacją prostą. Układ i kształt otworów oraz parametry perforacji zostały przedstawione na rys. 1. Zgodnie ze sposobem kodowania, przyjętym w pracy [1], badaną blachę perforowaną oznaczono Po2s4, gdzie: P układ prosty, o2 otwór okrągły o średnicy d 2 mm, s4 skok, równy 4 mm. Skok (w nomenklaturze produkcyjnej nazywany też podziałką) to parametr siatki, stanowiący odległość pomiędzy środkami otworów w kierunku ich najgęstszego upakowania. W tym przypadku stanowił dwukrotność średnicy otworu. Otwory były wykrawane. 2. SCOPE AND METHODOLOGY OF TESTS This article contains a part of a broader spectrum of tests, covering issues of relationships between changes of mechanical properties, particularly elastic and strength properties, and the sheet mass reduction ratio resulting from perforation as well as the impact of perforation on the rigidity of sheet subjected to different loads. 2.1. Studied material Tests were conducted on DC01 steel sheet with a thickness of 1 mm. This material has high commercial significance. Low-carbon steels, containing 0.02 0.20 % carbon, are manufactured in the largest quantity. They are characterized by good weldability and can be joined by all generally applied methods. They have the optimal combination of strength, ductility and fracture resistance [6]. Cold-rolled DC01 steel sheet is suitable for plastic working. It exhibits good press forming properties and is also suitable for stretch drawing, bending and roll forming. Solid sheet (without holes) served as the reference material for sheet with a right perforation pattern in this work. The pattern and shape of holes as well as perforation parameters are presented in Fig. 1. According to the coding method accepted in work [1], the tested perforated sheet was designated Po2s4, where: P right pattern, o2 round hole with diameter d 2 mm, s4 step, equal to 4 mm. Step (also referred to as pitch in manufacturing nomenclature) is a grid parameter constituting the distance between hole centers in the direction of their greatest density. In this case, it was equal to twice the hole diameter. Holes were made by die shearing. Rys. 1. Schemat elementarnego segmentu perforacji prostej Po2s4 (d 2 mm, s 4 mm) Fig. 1. Diagram of the elementary segment of right perforation pattern Po2s4 (d 2 mm, s 4 mm) Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

288 Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą Zarówno w przypadku blachy pełnej, jak i perforowanej zostały pobrane próbki, których oś wzdłużna tworzyła z kierunkiem walcowania (KW) kąty: 0, 45 oraz 90 (rys. 2). Są to kierunki charakterystyczne dla perforacji prostej dla przypadku, gdy kierunki najgęstszego upakowania otworów pokrywają się z kierunkiem walcowania i poprzecznym [1]. Wszystkie próbki wycięto przy pomocy drążarki elektroiskrowej, eliminując tym samym umocnienie materiału przy powierzchni rozdzielenia, towarzyszące cięciu mechanicznemu. Dla blachy pełnej ustalono jedną szerokość próbki, równą 20 mm. Dla blachy perforowanej było to niemożliwe ze względu na przyjętą zasadę, by oś oraz krawędzie boczne próbki przechodziły przez środki cylindrycznych otworów. W praktyce oznaczało to, iż próbki pobrane pod kątem 0 oraz 90 miały taką samą szerokość równą 24 mm, natomiast próbka wycięta pod kątem 45 względem KW miała szerokość nieco mniejszą (ok. 22,63 mm). Specimens were collected from both solid and perforated sheet, and the axes of these formed the following angles to rolling direction (RD): 0, 45 and 90 (Fig. 2). These directions are typical for a right perforation pattern for the case where the directions of greatest hole density are aligned with the rolling direction and transverse direction [1]. All specimens were cut out using an EDM machine (EDM electrical discharge machining), thus preventing material hardening near the surface of separation, which would have accompanied mechanical cutting. One specimen width equal to 20 mm was defined for solid sheet. For perforated sheet, this was impossible due to the accepted rules that the axis and side edges of the specimen must intersect the centers of cylindrical holes. In practice, this means that specimens collected at an angle of 0 and 90 had the same width, equal to 24 mm, and the specimen cut out at an angle of 45 relative to RD had a slightly lower width (approx. 22.63 mm). a) b) Rys. 2. Fotografie próbek do badań: a) zestaw próbek z blachy perforowanej, b) przykład próbki z blachy pełnej Fig. 2. Photographs of test specimens: a) set of perforated sheet specimens, b) example of solid sheet specimen 2.2. Wyznaczanie własności mechanicznych oraz modułu Younga Sposób określania modułu Younga wymagał wcześniejszego wyznaczenia własności wytrzymałościowych (R e lub R p0,2, R m) blachy pełnej i perforowanej. Na ich podstawie określono maksymalne wartości obciążenia, jakie można było przyłożyć do badanych próbek, aby nie przekroczyć zakresu sprężystego. Następnie próbki poddawano kolejno rozciąganiu i odciążaniu, przy maksymalnym obciążeniu nie przekraczającym 1 1,5 kn. Dla każdej próbki cykl ten powtórzono trzykrotnie. 2.2. Determining mechanical properties and Young s modulus The method of determining Young s modulus required prior determination of the strength properties (R e or R p0.2, R m) of solid and perforated sheet. Maximum load values that could be applied to tested specimens while not exceeding the elastic range were determined on the basis of these properties. Next, specimens were subjected to tension and unloading, under maximum load not exceeding 1 1.5 kn. This cycle was repeated three times for every specimen. Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation 289 Na podstawie otrzymanych wyników wykonano wykresy we współrzędnych σ ε (rys. 3). Moduł Younga E wyznaczono na podstawie kąta nachylenia wykresu do osi odciętych według zależności: σ E tgα (3) ε Charts with σ ε coordinates (Fig. 3) were made on the basis of obtained results. Young s modulus E was determined on the basis of the chart s angle of inclination to the axis of abscissa according to the relationship: σ E tgα (3) ε Naprężenie σ / Stress σ Odkształcenie ε / Strain ε Rys. 3. Zależność odkształcenia od przyłożonego naprężenia w zakresie liniowosprężystym Fig. 3. Stress-strain relationship within the linear elastic range Badania własności mechanicznych oraz modułu Younga przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej Instron 5566 o maksymalnym nacisku 10 kn. W celu dokładniejszego określenia wartości odkształcenia sprężystego zastosowano ekstensometr dwuosiowy Instron o rozdzielczości pomiarowej ± 0,25 % (rys. 4). Dla pełnej próby rozciągania wydłużenie próbki określano na podstawie przemieszczenia trawersy maszyny. Wartości obciążenia przyłożonego do próbki rejestrowano za pomocą głowicy tensometrycznej, będącej w wyposażeniu maszyny wytrzymałościowej. Dla pełnego zakresu próby rozciągania baza pomiarowa wynosiła 70 mm, natomiast w przypadku pomiaru modułu Younga była równa 12,5 mm. Prędkość odkształcenia była stała dla danego typu badania. Dla pełnej próby rozciągania wynosiła 10-3 s -1, natomiast w przypadku wyznaczania modułu sprężystości wzdłużnej 10-5 s -1. Zastosowana częstotliwość zbierania danych (10 pomiarów na sekundę) pozwoliła na wyznaczenie linii trendu dla zależności: naprężenie względne odkształcenie wzdłużne. Współczynnik kierunkowy równania liniowego stanowił moduł Younga. Wartość tego parametru dla każdej z próbek była średnią arytmetyczną uzyskaną z 3 cykli pomiarowych. Tests of mechanical properties and Young s modulus were conducted on an Instron 5566 strength tester with maximum load of 10 kn. To determine elastic strain (deformation) values more accurately, an Instron biaxial extensometer with measuring resolution ± 0.25 % (Fig. 4) was applied. In the full tensile test, specimen elongation was determined on the basis of the machine crosshead s displacement. Load values applied to the specimen were registered by means of a strain gauge being one of the strength tester s accessories. The measuring base was 70 mm for the full range of the tensile test, and was equal to 12.5 mm for measurement of Young s modulus. Strain rate was constant for a given type of test. It was 10-3 s -1 for the full tensile test and 10-5 s -1 for determination of the modulus of elasticity. The applied sampling rate (10 measurements per second) made it possible to plot a trend line for the relationship: stress relative strain. The slope factor of the linear equation is Young s modulus. The value of this parameter for each specimen was the arithmetic mean obtained from 3 measurement cycles. Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

290 Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą Rys. 4. Pomiar wydłużenia w zakresie sprężystym na maszynie wytrzymałościowej Instron 5566, przy użyciu ekstensometru dwuosiowego Fig. 4. Elongation measurement in the elastic range on the Instron 5566 strength tester using a biaxial extensometer Podczas określania modułu Younga blachy perforowanej bardzo istotne było, aby obydwie pary ostrzy ekstensometru w sposób stabilny przylegały do krawędzi próbki w miejscach nie objętych perforacją (rys. 5). When determining the Young s modulus of perforated sheet, it was very important for both pairs of the extensometers blades to firmly grip the specimen's edge at places not covered by perforation (Fig. 5). Rys. 5. Sposób mocowania ekstensometru na próbkach blachy perforowanej Fig. 5. Method of fastening extensometer on perforated sheet specimens Moduł Younga oraz parametry wytrzymałościowe wyznaczono zarówno dla całkowitego, jak i czynnego przekroju poprzecznego blachy perforowanej. Dla kierunków 0 i 90 badanego rodzaju perforacji przekrój czynny stanowi 50 % przekroju całkowitego, natomiast dla kierunku 45 jest to dokładnie 64,6446 % (rys. 6). Young s modulus and strength parameters were determined for total and active crosssection of the perforated sheet. For directions 0 and 90 of the tested perforation type, the active cross-section makes up 50% of the total crosssection, which is exactly 64.6446 % for the 45 direction (Fig. 6). Rys. 6. Schematy przekrojów poprzecznych próbek blachy perforowanej Po2s4 Fig. 6. Diagrams of cross-sections of Po2s4 perforated sheet specimens Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation 291 2.3. Wskaźnik ubytku masy blachy perforowanej Elementem analizy wpływu perforacji na poziom własności blachy, zwłaszcza sprężystych, było uwzględnienie ubytku masy, spowodowanego siatką otworów. W tym celu wprowadzono tzw. wskaźnik masy W m, zdefiniowany jako stosunek masy blachy perforowanej m p do masy blachy pełnej m: (4) W przypadku blach, perforowanej i pełnej, z tego samego materiału (ta sama gęstość tworzywa) i tej samej grubości, wskaźnik masy W m można wyrazić równaniem: 1 (5) gdzie: P prześwit, zdefiniowany jako stosunek powierzchni otworów do całkowitej powierzchni blachy, objętej perforacją. Wywód, prowadzący od ogólnej definicji (4) do zależności (5), określającej wskaźnik masy dla przypadku spełniającego przyjęte założenia, jest następujący: 1 1 gdzie: ϱ gęstość materiału blachy, g grubość blachy, V p i A p odpowiednio objętość i powierzchnia blachy perforowanej, V i A odpowiednio objętość i powierzchnia blachy pełnej, A o powierzchnia otworów perforacji. Prześwit (Percentage Open Area) podawany jest przez producentów blach perforowanych jako jeden z podstawowych parametrów charakterystyki wyrobu, ważny zwłaszcza w technice oświetleniowej, grzewczej, chłodniczej i wentylacyjnej [1, 7 9]. Wartości prześwitu występują w bardzo szerokich granicach, od kilku do kilkudziesięciu procent. Im wyższa wartość P tym niższe własności wytrzymałościowe i niższa sztywność blachy, choć nie jest to zależność wprost proporcjonalna [1, 10]. Dla prostego układu perforacji, wartość prześwitu określa równanie: 0,785 &' ( ' (6) 2.3. Perforated sheet mass loss ratio Accounting for mass loss caused by the hole grid was part of analysis of the effect of perforation on sheet properties. For this purpose, the so-called mass ratio W m, defined as the ratio of the mass of perforated sheet m p to the mass of solid sheet m, was introduced: (4) In the case of sheet, perforated and solid, of the same material (same density of material) and the same thickness, mass ratio W m can be expressed by the equation: 1 (5) where: P percentage open area, defined as the ratio of open area to the total surface area of the sheet covered by perforation. The proof, leading from general definition (4) to relationship (5), which determines the mass ratio for a case fulfilling accepted assumptions, is as follows: 1 1 where: ϱ density of sheet material, g sheet thickness, V p and A p volume and area of perforated sheet, respectively, V and A volume and area of solid sheet, respectively, A o area of perforating holes. Percentage open area is given by manufacturers of perforated sheets as one of the basic parameters among a product s characteristics, particularly important in lighting, heating, cooling and ventilation engineering [1, 7 9]. Percentage pen area can have values within a very wide range, from several to several tens of percentage points. The greater the value of P, the lower the strength properties and the lower the rigidity of the sheet, although this relationship is not directly proportional [1, 10]. For a right perforation pattern, the percentage open area is defined by the equation: 0,785 &' ( ' (6) Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

292 Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą W przypadku badanej perforacji blachy (Po2s4) z wystarczającą dokładnością można przyjąć, że prześwit P wynosi 0,2 (ok. 20 %), a wskaźnik masy W m ma wartość 0,8 (dokładnie: 0,80365 ). In the case of the studied sheet perforation (Po2s4), it can be assumed with satisfactory accuracy that the open area P is equal to 0.2 (approx. 20%), and the mass ratio has a value of 0.8 (precisely: 0.80365 ). 3. WYNIKI BADAŃ W pierwszej kolejności podano wyniki badań dla blachy pełnej, stanowiącej materiał odniesienia w stosunku do blachy z perforacją. Na ich tle zilustrowano własności blachy perforowanej, koncentrując się na rozkładzie wartości modułu Younga, również z uwzględnieniem czynnika masy (wskaźnika ubytku masy blachy perforowanej). Wartości uśrednione w płaszczyźnie blachy policzono z odpowiednią wagą dla kierunku pośredniego (45 ), według ogólnej zależności [11]: ) * () ++2) *. +) /+ ) (7) gdzie: x oznacza analizowaną własność. Anizotropię rozkładu danej własności w płaszczyźnie blachy oszacowano zaś, przez analogię do sposobu wyznaczania wskaźnika (według normy [12] współczynnika) anizotropii płaskiej, zgodnie z formułą: ) () + +) /+ 2) *. ) (8) 3. TEST RESULTS Test results for solid sheet, the reference material for perforated sheet, are given first. The properties of perforated sheet are illustrated on their background, with emphasis on the distribution of Young s modulus values, and accounting for the mass factor (perforated sheet mass loss ratio). Average values in the plane of the sheet are counted with the mass corresponding to the intermediate direction (45 ) according to general dependence [11]: ) * () ++2) *. +) /+ ) (7) where: x signifies the analyzed property. Anisotropy of a given property s distribution in the plane of the sheet was estimated by analogy to the method of determining the ratio (according to standard [12] coefficient) of planar anisotropy, according to the formula: ) () + +) /+ 2) *. ) (8) 3.1. Własności mechaniczne oraz moduł Younga blachy bez perforacji Na rys. 7 przedstawiono krzywe rozciągania blachy pełnej DC01 w trzech kierunkach w płaszczyźnie blachy, odpowiadających kierunkom charakterystycznym perforacji prostej. Na ich podstawie określono granicę plastyczności (R e) i wytrzymałość na rozciąganie (R m) blachy. Do wyznaczenia modułu Younga wykorzystano wykresy przedstawione na rys. 8. Wartości badanych parametrów podano w tab. 1. Dla pełniejszej charakterystyki badanego materiału, zamieszczono też w tabeli wartości wydłużenia całkowitego, określone na podstawie pomiaru długości próbki przed i po zerwaniu. 3.1. Mechanical properties and Young s modulus of solid sheet Fig. 7 presents tensile stress-strain curves of solid DC01 sheet in three directions on the sheet s plane, corresponding to the directions characteristic of a right perforation pattern. The yield point (R e) and tensile strength (R m) of the sheet were determined on their basis. The charts presented in Fig. 8 were used to determine Young s modulus. The values of tested parameters are given in Tab. 1. For a more complete characterization of the tested material, total elongation values determined on the basis of specimen length measurement before and after breaking are also included in the table. Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation 293 Odkształcenie względne, % / Engineering strain, % Rys. 7. Przykładowe krzywe rozciągania blachy pełnej dla różnej orientacji próbki względem kierunku walcowania (KW) Fig. 7. Examples of tensile stress-strain curves for solid sheet, for different specimen orientations relative to rolling direction (RD) Naprężenie, MPa / Stress, MPa Naprężenie, MPa / Stress, MPa Rys. 8. Przykładowe proste σ ε w zakresie sprężystym dla badanych kierunków rozciągania blachy pełnej Fig. 8. Examples of σ ε lines in the elastic range for the tension directions tested for solid sheet Tab. 1. Moduł Younga i własności mechaniczne blachy stalowej DC01 bez perforacji Tab. 1. Young s modulus and mechanical properties of unperforated DC01 steel sheet Kierunek osi próbki względem KW Direction of specimen s axis relative to RD Odkształcenie względne / Engineering strain Moduł Younga E, GPa Young s modulus E, GPa R e MPa R m MPa R e/r m 0 203 190 358 0,53 37 45 220 195 361 0,54 36 90 204 190 347 0,55 36 A 70 mm % Wartość średnia (x) Mean value (x) 212 193 357 0,54 36 Wsk. aniz. rozkł. (Δx) Anisotropy of distribution index (Δx) -16,5-5 -8,5 0,5 Δx / x < 8 % ~ 2,5 % < 2,5 % < 1,5 % Zamieszczone w tab. 1 wyniki wskazują na dość dobrą jednorodność własności wytrzymałościowych w płaszczyźnie badanej blachy pełnej DC01 (zwłaszcza granicy plastyczności) i bardzo dobrą własności plastycznych (wydłużenia procentowego po rozerwaniu). Największą niejednorodność wykazuje moduł sprężystości wzdłużnej (moduł Younga). Minus przy wartościach anizotropii rozkładu danej własności w płaszczyźnie blachy, przy przyjętej formule jej określania, wynika z faktu występowania najwyższej wartości danego parametru w kierunku 45 o. Przy oszacowywaniu procentowego wskaźnika niejednorodności rozkładu The results given in Tab. 1 indicate rather good isotropy of strength properties in the plane of the tested DC01 solid sheet (particularly yield point) as well as very good plastic properties (percentage elongation after breaking). The modulus of elasticity (Young s modulus) exhibits the highest anisotropy. A minus sign next to anisotropy of distribution values of a given property in the plane of the sheet, according to the accepted formula used to define it, arises from the fact that the highest value of a given parameter is in the 45º direction. When estimating the percentage anisotropy of distribution index of the tested parameters (final row of Tab. 1), ab- Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

294 Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą badanych parametrów (ostatni wiersz tab. 1) do wartości średniej danej wielkości odniesiono wartości bezwzględne Δx. 3.2. Własności mechaniczne oraz moduł Younga blachy perforowanej Na rys. 9 przedstawiono przykładowe krzywe rozciągania blachy DC01 z perforacją prostą Po2s4 w trzech kierunkach, charakterystycznych dla tej perforacji w dwóch kierunkach prostopadłych i jednocześnie pokrywających się z kierunkami najgęstszego upakowania otworów, odpowiadających odpowiednio kierunkowi walcowania blachy (0º) i kierunkowi poprzecznemu (90º) oraz w kierunku przekątnej kwadratu elementarnego segmentu badanej perforacji (45º). Przebieg krzywych potwierdza, że blacha perforowana nie wykazuje wyraźnej granicy plastyczności, co pokazały już wcześniejsze badania [1, 2]. solute values Δx were used to calculate the mean value for a given quantity. 3.2. Mechanical properties and Young s modulus of perforated sheet Fig. 9 presents examples of tensile stressstrain curves for DC01 sheet with Po2s4 right perforation in three directions characteristic of this perforation in two perpendicular directions, simultaneously aligned with the directions of greatest hole density, corresponding, accordingly, to the sheet rolling direction (0º) and the transverse direction (90º), as well as in the direction of the diagonal of the square formed by the elementary segment of the tested perforation (45º). The progression of curves confirms that perforated sheet does not exhibit a clear yield point, as demonstrated by earlier studies [1, 2]. Naprężenie, MPa / Stress, MPa Odkształcenie względne, % / Engineering strain, % Rys. 9. Przykładowe krzywe rozciągania blachy perforowanej w kierunkach charakterystycznych dla prostego układu otworów Fig. 9. Examples of tensile stress-strain curves of perforated sheet in directions characteristic of a right hole pattern Przykładowe próbki blachy perforowanej po rozerwaniu zilustrowano na rys. 10. Propagacja pęknięcia przez mosty z kierunków najgęstszego upakowania otworów przesądza o przebiegu krzywych rozciągania. W przypadku rozciągania w kierunku nie prostopadłym do kierunku najgęstszego upakowania otworów, na krzywej pojawiają się charakterystyczne uskoki, co pokazuje wykres z rys. 9 dla próbki wyciętej pod kątem 45. Mechanikę (przebieg) pękania blach perforowanych, poddanych różnym obciążeniom (jedno- i dwuosiowe rozciąganie, ciągnienie) w odniesieniu do perforacji prostej i heksagonalnej omówiono w pracy [1]. Examples of perforated sheet specimens after breaking are shown in Fig. 10. Crack propagation over bridges from directions of greatest hole density determines the progression of tensile stress-strain curves. In the case of tension in a direction not perpendicular to the direction of greatest hole density, characteristic jumps appear on the curve, as shown in the chart in Fig. 9 for the specimen cut out at an angle of 45. The mechanics (progression) of cracking of perforated sheets subjected to different loads (uni- and bi-axial tension, drawing) in reference to right and hexagonal perforation are discussed in work [1]. Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation 295 a) b) c) Rys. 10. Widok próbek po zerwaniu dla różnych kątów wycięcia: a) 0, b) 45, c) 90 Fig. 10. View of specimens after breaking for different cutting angles: a) 0, b) 45, c) 90 Wykresy na rys. 11, służące do wyznaczenia modułu Younga dla blachy perforowanej, podano w skali identycznej jak dla blachy pełnej (rys. 8), co ułatwia ich porównanie. The charts in Fig. 11, serving for determination of Young s modulus for perforated sheet, are given in a scale identical to that for solid sheet (Fig. 8), to facilitate comparison. Naprężenie, MPa / Stress, MPa Odkształcenie względne / Engineering strain Rys. 11. Przykładowe proste σ ε w zakresie sprężystym dla różnych kierunków badania blachy z perforacją prostą Fig. 11. Examples of σ ε lines in the elastic range for different testing directions of sheet with a right perforation pattern Podczas analizy własności wytrzymałościowych blach perforowanych istotny jest sposób ich wyznaczania [1]. Zarejestrowaną w trakcie pomiaru siłę rozciągającą można odnieść do całkowitego przekroju poprzecznego próbki (łącznie z otworami) lub do przekroju czynnego, rozumianego jako najmniejsza powierzchnia przekroju mostów pomiędzy otworami perforacji, w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku rozciągania. W tab. 2 podano wartości modułu Younga, umownej granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie, wyznaczone dla całkowitego przekroju poprzecznego próbki, zaś w tab. 3 dla przekroju czynnego. Rozkłady tak wyznaczonych wartości modułu Younga w płaszczyźnie blachy perforowanej, na tle rozkładu dla blachy pełnej, pokazano na rys. 12. When analyzing the strength properties of perforated sheet, the method of determining them is significant [1]. The tensile force registered during measurement can be divided by the total cross-section of the specimen (including holes) or by the active cross-section, understood to be the smallest cross-section of bridges between perforating holes in the plane perpendicular to the direction of tension. Tab. 2 shows values of Young s modulus, conventional yield point and tensile strength determined for the total cross-section of the specimen, and Tab. 3 contains values for the active cross-section. Distributions of Young s modulus values determined in this way in the plane of perforated sheet are shown in Fig. 12 on the background of the distribution for solid sheet. Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

296 Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą Tab. 2. Moduł Younga i własności mechaniczne blachy stalowej DC01 z perforacją prostą, wyznaczone dla całkowitego przekroju poprzecznego próbki Tab. 2. Young s modulus and mechanical properties of DC01 steel sheet with right perforation, determined for the specimen s total cross-section Kierunek osi próbki względem KW Direction of specimen s axis relative to RD Moduł Younga E, GPa Young s modulus E, GPa R p0,2 MPa R m MPa R p0,2/r m A 70 mm % 0 123 150 210 0,71 13,5 45 113 138 201 0,69 24,5 90 131 156 209 0,75 15,5 Wartość średnia (x) Mean value (x) 120 146 205 0,71 19,5 Wsk. aniz. rozkł. (Δx) Anisotropy of distribution index (Δx) 14 15 8,5-10 Δx / x ~ 11,5 % ~ 10,5 % ~ 4 % ~ 51 % Tab. 3. Moduł Younga i własności wytrzymałościowe blachy stalowej DC01 z perforacją prostą, wyznaczone dla czynnego przekroju poprzecznego próbki Tab. 3. Young s modulus and strength properties of DC01 steel sheet with right perforation, determined for the specimen s active cross-section Kierunek osi próbki względem KW Direction of specimen s axis relative to RD Moduł Younga E, GPa Young s modulus E, GPa R p0,2 MPa R m MPa R p0,2/r m 0 245 295 421 0,70 45 173 223 311 0,71 90 261 315 418 0,75 Wartość średnia (x) Mean value (x) 213 264 365 0,72 Wsk. aniz. rozkł. (Δx) Anisotropy of distribution index (Δx) 80 82 108 Δx / x ~ 37,5 % ~ 31 % ~ 30 % Analiza wyników wskazuje na silną niejednorodność własności mechanicznych blachy perforowanej, z dominującym na nią wpływem anizotropowych cech siatki otworów. Dotyczy to też, co oczywiste, modułu sprężystości wzdłużnej (modułu Younga). Odniesienie badanych własności do czynnego przekroju poprzecznego próbki daje zdecydowanie wyższe ich wartości, ale też znacznie pogłębia ich anizotropię. Wyrażony w procentach wartości średniej wskaźnik niejednorodności rozkładu, w przypadku wszystkich analizowanych własności, osiąga 30 lub więcej procent (tab. 3). Wyższa niż w przypadku własności wytrzymałościowych (granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie) niejednorodność rozkładu własności sprężystych (modułu Younga) charakteryzuje też blachę pełną, nawet w relatywnie większym stopniu niż ma to miejsce w przypadku blachy z perforacją Po2s4. Co charakte- Analysis of results indicates strong anisotropy of the mechanical properties of perforated sheet, with a dominant influence of anisotropic features of the hole grid. Of course, this also applies to the modulus of elasticity (Young s modulus). Relating (dividing) the tested properties to the specimen s active cross-section yields decidedly higher values, but significantly intensifies the anisotropy of these properties. The anisotropy of distribution index expressed as a mean percentage value reaches 30 or more percent in the case of all analyzed properties (Tab. 3). The greater anisotropy of distribution of elastic properties (Young s modulus), greater than in the case of strength properties (yield point and tensile strength), also characterizes solid sheet, even to a degree that is relatively greater than is the case for Po2s4 perforated sheet. What is typical of perforated sheet [1, 2] is that strength properties are higher in directions Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. Moduł sprężystości wzdłużnej blachy stalowej z perforacją prostą. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.

The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation 297 rystyczne dla blach perforowanych [1, 2], własności wytrzymałościowe są wyższe w kierunkach prostopadłych do kierunku najgęstszego upakowania otworów (w przypadku perforacji prostej: 0 i 90 ), plastyczne zaś odwrotnie (wydłużenie jest zdecydowanie największe w kierunku 45 ). Wyniki tej pracy to potwierdzają (tab. 2 i 3). Prawidłowość ta silnie dotyczy również własności sprężystych. Wartości modułu Younga są zdecydowanie wyższe w kierunkach 0 i 90 (tab. 2 i 3), mimo iż parametr ten w przypadku blachy pełnej miał najwyższą wartość w kierunku 45 (tab. 1). Dane z tabel przedstawiono graficznie na rys. 12. To dodatkowo potwierdza, że na rozkład ogólnie rozumianych własności mechanicznych (w tym sprężystych) w płaszczyźnie blachy perforowanej decydujący wpływ mają cechy siatki otworów (geometryczne cechy perforacji). perpendicular to the direction of greatest hole density (in the case of right perforation: 0 and 90 ), and the reverse is true of plastic properties (elongation is decidedly greatest in the 45 direction). The results of this work confirm this (Tab. 2 and 3). This pattern also strongly applies to elastic properties. Young s modulus values are decidedly higher in the 0 and 90 direction (Tab. 2 and 3), despite the fact that his parameter had the greatest value in the 45 direction in the case of solid sheet (Tab. 1). Data from tables is presented in graphical form in Fig. 12. This also confirms that the features of the hole grid (geometrical features of perforation) have a decisive influence on the distribution of general mechanical properties (including elastic properties) in the plane of perforated sheet. Moduł Younga, GPa / Young s modulus, GPa blacha pełna / solid sheet blacha perforowana (przekrój całkowity) / perforated sheet (total cross-section) blacha perforowana (przekrój czynny) / perforated sheet (active cross-section) Moduł Younga, GPa / Young s modulus, GPa Rys. 12. Rozkład wartości modułu Younga dla blachy pełnej i perforowanej Fig. 12. Distribution of Young s modulus values for solid and perforated sheet 3.3. Moduł Younga i własności wytrzymałościowe blachy perforowanej z uwzględnieniem wskaźnika ubytku masy Jedną z ważnych cech blach perforowanych jest ich niższa masa. Ma to doniosłe znaczenie w przypadku wielu aplikacji takiego materiału w konstrukcjach. Ubytek masy jest zależny od rodzaju i parametrów perforacji (układu, kształtu i wielkości otworów). Związany z pojawieniem się perforacji spadek wytrzymałości blachy nie jest zależnością wprost proporcjonalną do ubytku masy (wartości prześwitu) [1, 10]. Mając na uwadze fakt, że blacha perforowana jako element konstrukcji obciążona jest naj- 3.3. Young s modulus and strength properties of perforated sheet accounting for the mass loss ratio One of the important features of perforated sheets is their reduced mass. This is of great significance in the case of many applications of this material in constructions. Mass loss depends on the type and parameters of perforation (pattern, hole size and shape). The drop in the sheet's strength related to the appearance of perforations is not a relationship directly proportional to mass loss (open area value) [1, 10]. Considering the fact that perforated sheet is most often loaded in its entirety as a constructio- Muzykiewicz Wacław, Marcin Wieczorek, Marcin Mroczkowski, Paweł Pałka, Łukasz Kuczek. 2016. The modulus of elasticity of steel sheet with right pattern of perforation. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (4): 283 300.