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
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.
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
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
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).
MATERIAŁY UśYTE DO BADAŃ MET - DENT Skład chemiczny: * 18 20% chromu * 8 10% niklu * 0,2% węgla
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
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]
WYKONANIE BADAŃ Statyczną próbę rozciągania przeprowadzono przy uŝyciu maszyny typu MTS 810. Oraz względem normy PN-EN 10002-1:20042004 ''Statyczna próba na rozciąganie''
WYKONANIE BADAŃ Maszyna do próby rozciągania typu MTS 810.
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.
WYNIKI STATYCZNEJ PRÓBY ROZCIĄGANIA Próbka nr 1. φ = 1,00 mm Krzywa rozciągania: σ, MPa 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 ε, % R 0,2 = 2324,7 MPa Rm = 2395,1 MPa A = 3,26 % Fm = 15931 N Fu = 1203 N Brak wyraźnej granicy plastyczności Re.
Próbka nr 2. φ = 0,90 mm Krzywa rozciągania: σ, MPa 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 0,5 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.
Próbka nr 3. φ = 0,80 mm Krzywa rozciągania: 1200 1000 σ, MPa 800 600 400 200 0 0 0,5 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.
Próbka nr 4. φ = 0,70 mm Krzywa rozciągania: 1400 1200 1000 σ, MPa 800 600 400 200 0 0 0,5 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.
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.
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.
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ