Laboratorium Wytrzymałości Materiałów |
||
WBMiZ INŻYNIERIA MATERIAŁOWA Rok II Semestr IV Nr podgrupy IV Jedynak Robert Bazel Michał Makowiecka Marta Kuszewska Katarzyna
|
Temat: Statyczna próba skręcania |
|
Data wykonania ćwiczenia: 1999-03-25 |
Data oddania sprawozdania: 1999-04-01 |
Ocena:
|
Dane o skręcarce:
Ćwiczenie zostało przeprowadzone na skręcarce KM-50-1 o zakresie 0 - 100 Nm, dokładność 0,2 Nm.
Rysunek próbki:
Warunki próby:
Próba została przeprowadzona w Laboratorium Wytrzymałości Materiałów. Temperatura w pomieszczeniu wynosiła od 150C do 200C. Prędkość skręcania wynosiła 0,3 obr./min.
4. Wykres skręcania dołączony do sprawozdania na osobnej kartce.
Wzory definiowanych wielkości, obliczenia i oznaczenia:
1.
2.
3.a.
zauważmy że
b.
4.
5.
τmax - maksymalne naprężenie styczne [MPa]
Ms - moment skręcający [Nm]
Mzas1 - analityczne przybliżenie momentu zastępczego [Nm]
Mzas2 - moment zastępczy odczytany z wykresu zastępczego [Nm]
W0 - wskaźnik wytrzymałości na skręcanie [mm3]
α - kąt skręcenia [rad]
γ - kąt odkształcenia postaciowego [rad]
Re,s - granica plastyczności [MPa]
Tabela wyników:
Lp. |
dśr [mm] |
L [mm] |
W0 [mm3] |
Me,s [Nm] |
Mz [Nm] |
αz |
Re,s [MPa] |
Rm,s[MPa] |
γz [rad] |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
10,06 |
100 |
200 |
44,4 |
78,4 |
39,18 |
222 |
504 |
378 |
395,73 |
63,23 |
dśr - uśredniona średnica roboczej części próbki
L - długość robocza próbki
W0 - wskaźnik wytrzymałości na skręcanie [mm3]
Me,s - moment skręcający w punkcie granicznej plastyczności
Mz - moment zastępczy
αz - zastępczy kąt skręcenia
Re,s - granica plastyczności
Rm,s - max. naprężenia styczne
γz - zastępczy kąt odkształcenia postaciowego
Szkic przełomu:
Analiza dokładności obliczenia τmax (na przykładzie Rm,s):
Wzór 5.1 stosowany jest w przypadku materiałów kruchych, gdzie γz (kąt odkształcenia postaciowego) jest niewielki, a zerwanie próbki następuje stosunkowo szybko. Wykorzystując ten wzór nie uwzględniamy granicy plastyczności, jak również nie bierzemy pod uwagę zmiany przekroju poprzecznego, gdyż zmiana ta jest nieznaczna. W przypadku wzoru 5.2 uwzględniono zostało płynięcie materiału po przekroczeniu granicy plastyczności. Dokładność obliczeń z zastosowaniem tego wzoru jest większa niż w przypadku wzoru 5.1 . Wzór 5.2 stosuje się do materiałów plastycznych. Najdokładniejszym wzorem jest wzór 5.3.a , ponieważ uwzględnia on zarówno płynięcie, jak również umocnienie materiału wywołane naprężeniami stycznymi. Różnice procentowe pomiędzy uzyskanymi wartościami obliczonymi wzorem 5.1 i 5.2, a między wzorem 5.1 i 5.3.a wynoszą odpowiednio: 25% i 21%. Wartości te zostały obliczone z zależności:
gdzie: a = 504 [MPa]
b = 378 [MPa]
Wnioski:
Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że materiał próbki odznaczał się znaczną plastycznością, ponieważ uległa ona zniszczeniu pod wpływem znacznych naprężeń stycznych i pękła ona w płaszczyźnie działania tych naprężeń (prostopadle do osi próbki). Także na podstawie dużego kąta skręcenia próbki, który wyniósł 39,4 rad można powiedzieć, że materiał miał dużą zdolność do odkształceń trwałych.
Wyszukiwarka