Ćwiczenie nr 1	Próba statyczna rozciągania metali	Data: 9 październik 2012
Imię i nazwisko: Tomasz Węglarz	Mechatronika L3	Ocena:

Uwagi:

1. Wstęp

Podstawową próbą właściwości metali jest próba rozciągania metali, ujęta normą PN-91/H-04310. Dostarcza ona wiadomości na temat podstawowych właściwości metali na temat jego rozciągania. Pozwala ona na dostarczenie podstawowych informacji podstawowych naprężeń, jakie powstaje w wyniku prostego rozciągania danej próbki. Próba polega na rozciąganiu próbki w maszynie wytrzymałościowej o napędzie mechanicznym ( w naszym przypadku użyty został napęd ręczy aby jak najlepiej zaobserwować wzrost naprężeń). Wartość siły osiowej w narasta od zera fizycznego do przerwania próbki, i powstania złomu.
Próbki używane do tych badań posiadają część pomiarową o stałym przekroju, a zakończone są obustronnie główkami o zwiększonym przekroju. Pozwala to na przyjęcie że stan naprężeń i odkształcenia w każdym punkcie są takie same.
Należy pamiętać jednak że próba ta jest wykonywana na próbkach i wyniki nie zawsze mogą odzwierciedlać zachowanie całego materiału w konstrukcji.

Wykres rozciągania próbki z widoczną wyraźną granicą plastyczności.

Własności wytrzymałościowe metali określane są przez:

a) R_e- granica plastyczności, jest to naprężenie, po osiągnięciu którego występuje wyraźny wzrost wydłużenia próbki bez wzrostu siły. Re opisuje wzór:

[MPa] F_e- siła rozciągająca; S₀-powierzchnia przekroju

b) R_m- wytrzymałość na rozciąganie, jest to naprężenie odpowiadające największej sile rozciągającej F_m odniesione do powierzchni S₀

[MPa] F_m- max siła rozciągająca

c) R_u- naprężenie rozrywające, jest to naprężenie rzeczywiste występujące w przekroju poprzecznym próbki w miejscu największego przewężenie w chwili zerwania

[MPa] F_u- siła rozciągająca w chwili zerwania próbki

Własności plastyczne metali określa się przez:

a) A_p- wydłużenie względne próbki, które oblicza się ze wzoru:

, gdzie: ΔL=L_u-L₀

L_u- długość pomiarowa próbki przed badaniem

L₀- długość pomiarowa próbki po zerwaniu

b) Z – przewężenie względne

c) A_r – względne wydłużenie równomierne

1. Cel Ćwiczenia

1. Zapoznanie się z obowiązującą normą PN-91/H-04310 „ Próba Statyczna Rozciągania Metali”

2. Określenie własności wytrzymałościowych i plastycznych metali.

1. Własności wytrzymałościowych

- Wyraźnej granicy plastyczności R_e (jeśli występuje)

- Wytrzymałości na rozciąganie R_m

-Naprężenia rozrywającego R_u

b) właściwości plastycznych

- Wydłużenia względnego A_p

- Wydłużenia równomiernego A_r

- Wydłużenia względnego A_z

Rysunek próbki rozciąganej:

Przed rozciąganiem

Po rozciąganiu:

1. Obliczenia

Obliczamy wytrzymałość na rozciąganie:

P = 46, 2 [kN]=46200 [N]

$${A_{1} = \frac{9 + 9 + 9 + 10 + 10}{5} = 9,4\lbrack mm\rbrack\backslash n}{A = \frac{d^{2}\pi}{4} = \frac{{9,4}^{2}*3,14}{4} = 69,363\ {\lbrack mm}^{2}\rbrack\ \backslash n}$$

$${\text{\ \ }CH}_{m} = \frac{P}{A} = \frac{46200}{69,363} = 666,061\left\lbrack \text{MPa} \right\rbrack$$

Obliczam naprężenia rozrywające:

P = 34, 0 [kN] = 34000 [N]

$$A_{2} = \frac{10,7 + 13,88 + 12,74 + 10,76 + 10,62}{5} = 11,74\lbrack mm\rbrack$$

$$A = \frac{d^{2}\pi}{4} = \frac{{11,74}^{2}*3,14}{4} = 108,194\ \lbrack\text{mm}^{2}\rbrack$$

$$CH_{u} = \frac{P}{A} = \frac{34000}{108,194} = 314,250\ \lbrack MPa\rbrack$$

Górnej granicy plastyczności policzyć nie możemy z powodu braku danej F_e.
Przyjmując że F_e= 0 N, górna granica plastyczności będzie równa 0. Wykres siły „F” do wydłużenia „L” będzie bez wyraźnej granicy plastyczności.

Obliczam teraz ∆L która później posłuży mi do obliczenia A_i

ε = L_u − L_o

Gdzie:

ε- względne wydłużenie próbki
L_u- długość pomiarowa próbki po zerwaniu
L_o- długość pomiarowa próbki przed badaniem

L_u = 58, 71 [mm] ∖ nL_o = 47, 0[mm] ∖ nε = 58, 71 [mm] − 47[mm] = 11, 71[mm]

$${\varepsilon = 11,71\ \lbrack mm\rbrack\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \backslash n}{A_{i} = \frac{\varepsilon}{L_{1}}*100\ \%\backslash n}{A_{i} = \frac{11,71\ \lbrack mm\rbrack}{47\ \lbrack mm\rbrack}*100\% = 0,249*100\% = 24,9\%}$$

S₁=(10+10,24+10,12)/3=10,12 mm

S₂=6,8 mm

$$A_{0} = \frac{S_{1} - S_{2}}{S_{2}}*100\% = \frac{10,12 - 6,8}{10,12}*100\% = 32,80\ \%$$

ΔS₀= 0,05mm

ΔFm=500N

IV. Wnioski

- Dla naszego materiału nie mogliśmy określić wyraźniej granicy plastyczności.
- Wyniki dla poszczególnych wytrzymałości na rozciąganie: R_u=606, 904±
- Wykres F(L) w przybliżeniu wygląda następująco: