Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji SPRAWOZDANIE B Badanie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych Wydział Specjalność.. Nazwisko Imię Grupa ćwiczeniowa Rok studiów Data odbycia laboratorium Prowadzący laboratorium Data oddania sprawozdania Ocena Data wystawienia oceny
1. PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI W TEMPERATURZE POKOJOWEJ (zg. z PN-EN ISO 6892-1:2010) 1.1 Badany materiał. moduł Young a E= 210 GPa 1.2 Kształt i krotność (k) próbki do badań (rys. 1.1) k =. 1.3 Maszyna wytrzymałościowa o zakresie.kn S 0 L 0 φd 0 L 0 S u φd u L u φd m L u Rys. 1.1 Szkic próbki z głównymi wymiarami 1.4 Wielkości obliczeniowe (oznaczenia wymiarów na rys.1.1) Średnica próbki na długości roboczej przed obciążeniem d 0 =.. mm Początkowa pow. przekroju poprzecznego S 0 = πd 0 2 /4 =.. mm 2 Początkowa długość pomiarowa Początkowa długość pomiarowa Średnica próbki przy maksymalnej sile F m Średnica próbki w miejscu rozerwania Końcowa długość pomiarowa po rozerwaniu Końcowa długość pomiarowa po rozerwaniu L 0 =..mm L 0 =..mm d m =..mm d u =..mm L u =..mm L u =..mm Powierzchnia przekroju poprzecznego po zerwaniu S u = πd u 2 /4 =..mm 2 Siła odpowiadająca dolnej granicy plastyczności Siła odpowiadająca górnej granicy plastyczności Największa siła Siła zrywająca próbkę F el =..kn F eh =..kn F m =..kn F u =..kn B Badanie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych 2
1.5 Charakterystyki wytrzymałościowe materiału Dolna granica plastyczności Górna granica plastyczności Wytrzymałość na rozciąganie Naprężenia rzeczywiste przy sile F m Naprężenia inżynierskie urwania Naprężenie rzeczywiste urwania Wydłużenie procentowe w zakresie proporcjonalnym R el = F el /S 0 =..MPa R eh = F eh /S 0 =..MPa R m = F m /S 0 =..MPa R mrz = 4F m /πd 2 m =..MPa R u = F u /S 0 =..MPa R urz = F u /S u =..MPa A e = 100 R el /E =..% L' u L' 0 Rm Całkowite wydłużenie procentowe przy sile F Agt = = m + 100..% L' 0 E Całkowite wydł. procentowe rzeczywiste przy sile F m Wydłużenie procentowe po rozerwaniu Wydłużenie procentowe inżynierskie całkowite Wydłużenie procentowe rzeczywiste urwania Przewężenie procentowe przekroju A gtrz = 100 ln(s 0 /S m ) =..% A 11,3 = 100(L u L 0 )/L 0 =..% A t11,3 = A 11,3 + 100R u /E =..% A trz = 100 ln(s 0 /S u ) =..% Z = 100(S 0 S u )/S 0 =..% Na prę że nie R [M Pa] 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 2 10 20 30 100 110 120 Wydłużenie procentowe A [%] Rys. 1.2 Wykres rozciągania inżynierski linia czarna, rzeczywisty linia przerywana B Badanie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych 3
2. PRÓBA ŚCISKANIA MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH (ściskanie spoiw gipsowych zg. Z PN-86/B- 04360) 2.1 Badany materiał, własności.. 2.2 Kształt próbki do badań (rys. 2.1) l0 d0 Rys. 2.1 Kształt i wymiary próbki do badań 2.3 Maszyna wytrzymałościowa o zakresie..kn 2.4 Wielkości obliczeniowe Średnica początkowa próbki Wysokość początkowa próbki d 0 =..mm l 0 =..mm Powierzchnia przekroju poprzecznego F = πd 0 2 /4 =..mm 2 Siła niszcząca Wytrzymałość na ściskanie Skrócenie [mm] P =..kn R s = P/F =..MPa 1 2 Na prę 5 że nia R [M 10 Pa] Rys. 2.2 Wykres ściskania próbki z gipsu budowlanego: naprężenie = f(skrócenia) B Badanie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych 4
3. PRÓBA UDARNOŚCI METALI SPOSOBEM CHARPY`EGO (zg. z PN-EN ISO 148-1) 3.1 Badany materiał. temperatura badania.. o C 3.2 Kształt próbki do badań (rys. 3.1) L = 55 b h a Rys. 3.1 Kształt i wymiary próbki do badań 3.3 Wielkości obliczeniowe Wymiary próbki: wysokość próbki Szerokość próbki Wysokość próbki w obszarze karbu a =..mm b =..mm h =..mm Pow. przekr. poprzecznego w miejscu karbu S 0 = bh =..mm 2 =..cm 2 L β α Rys. 3.2 Schemat młota Charpy ego wraz z wymiarami Początkowa energia młota Masa wahadła młota A P = 300J m = 18,75 kg Przyspieszenie ziemskie g = 9,81 m/s 2 Ciężar wahadła Długość wahała Kąt spadania wahadła Kąt podniesienia Energia zużyta na złamanie próbki F 1 = mg =..N L = 0,825 m α = 160 o β =.. o KV = F 1 L(cosβ cosα) =.. J Udarność KCV = KU/S 0 =.. J/cm 2 B Badanie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych 5
4. POMIAR TWARDOŚCI METALI SPOSOBEM BRINELL A (zg. z PN-EN ISO 6506-1) 4.1 Badany materiał temperatura badania.. o C 4.2 Zastosowany przyrząd: Twardościomierz uniwersalny HPO 250 4.3 Czas przyłożenia siły 6 s, czas obciążenia podczas pomiaru 10 s. F φd φd h Rys. 4.1 Schemat pomiaru twardości metodą Brinell a 4.4 Dobór parametru K (w funkcji materiału) K = 0,102F/D 2 =..N/mm 2 4.5 Dobór średnicy D kulki dla przyjętej średnicy odcisku próbnego d =..mm D < d/0,24 =..mm D > d/ /0,6 =. mm Przyjęto D =..mm 4.6 Nominalna wartość siły obciążającej F = KD 2 /0,102 =..N 4.7 Twardość Brinell a HBW././. = πdd 0,204F 2 ( D d 2 ), F[N]; D,d [mm] Tablica 4.1 Wyniki pomiarów twardości Badany materiał (oznaczenie) Średnica odcisku d [mm] Twardość Brinell a Wyniki pomiarów Średnia HBW././. d 1 d 2 d = (d 1 +d 2 )/2 Pomiar Średnia 4.8 Grubość próbki do badań norm g =.. mm > g mowe min =..mm B Badanie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych 6
5. POMIAR TWARDOŚCI METALI SPOSOBEM ROCKWELL A (zg. z PN-EN ISO 6508-1) 5.1 Badany materiał temperatura badania.. o C 5.2 Zastosowany przyrząd: Twardościomierz Rockwell a-brinell a KP 15002P F 0 F 0 +F 1 F 0 Głębokość odcisku od powierzchnia próbki wstępnej siły obciążającej F 0 płaszczyzna odniesienia Głębokość odcisku od głównej siły obciążającej F 1 h Trwały przyrost głębokości odcisku Sprężysty powrót po usunięciu głównej siły obciążającej F 1 Rys. 5.1 Schemat pomiaru twardości metodą Rockwella 5.3 Czas działania obciążeń od całkowitej siły obciążającej F t = 4 s 5.4 Przyjęto skalę twardości Rockwella. dla zakresu stosowania. HR -. HR dla której zastosowano wgłębnik... Siła obciążająca wstępna Siła obciążająca główna Siła obciążająca całkowita F 0 =..N F 1 =..N F = F 0 + F 1 =..N 5.5 Twardość Rockwella HR =. - h/.. Tablica 5.1 Wyniki pomiarów twardości Badany materiał (oznaczenie) Twardość Rockwell a HR Wyniki pomiarów Średnia 5.6 Grubość próbki do badań g =.. mm > g min normowe =.. mm B Badanie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych 7