Politechnika Gdańska Rok akademicki 2006/2007

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

LABORATORIUM Z MECHANIKI BUDOWLI I WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Ćwiczenie nr 1

Temat: Próba statyczna rozciągania metali.

Wykonali: Prowadzący:

Szydłowski Piotr dr inż. Władysław Grzesiak

Przybojewski Jerzy

Podjacki Dariusz

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie maksymlnego momentu zginającego - niszczącego i porównanie go z momentem granicznym dla modelu idealnie sprężysto-plastycznym.

2. Opis próbek

Wyznaczenie wytrzymałości na zginanie wykonano na dwóch próbkach.

Próbka 1

Przekrój skrzynkowy cieńkościenny o wymiarach:

wysokość 15mm

szerokość 15mm

grubość ścianki 1mm

Próbka 2

Teownik o wymiarach:

wysokość 15mm

szerokość 15mm

grubość ścianki1,6mm

W doświadczeniu zginano próbki w maszynie wytrzymałościowej dla jednakowego rozstawu podpór L=16,1 cm

Otrzymane wykresy znajdują się na końcu sprawozdania.

3. Odczytanie wartości sił z wykresów

Próbka 1

F_e=1,48KN

δ=17mm

F_max=1,75

δ=26mm

Próbka 2

F_e=0,6KN

δ=0,8mm

F_max=1,3KN

δ=6,3mm

4. Obliczanie momentów zginających Mde i Mdmax

Próbka 1

Md_e =(Fe*L)/4 Md_max=(Fmax*L)/4

Md_e =(1,48*16,1)/4= 5,957 KNcm

Md_max=(1,75*16,1)/4= 7,04375KNcm

Próbka 2

Md_e =(Fe*L)/4 Md_max=(F_max*L)/4

Md_e =(0,6*16,1)/4= 2,415 KNcm

Md_max=(1,3*16,1)/4= 5,2325KNcm

5.Obliczanie wskaźników wytrzymałości Wsp i Wpl

Próbka 1

eg=ed=0,75cm

Jx=2*1,53*0,1/12+2*0,1*1,3*0,72=0,18365

Wgsp=Wdsp= Jx//eg=0,18365/0,75=0,245cm2

A=0,1*1,5*2+2*1,3*0,1=0,56cm2

A/2=0,28cm2

Sx=2*0,65*0,65*0,1*0,5=0,04225

Yc=0,04225/0,28=0,151cm

Wpl=A/2(C1+C2)

Wpl=0,28(0,449+0,449)=0,25144cm3

Próbka 2

eg=1,024cm

ed=0,476cm

Jx=(0,16*1,343 )/12+ 1,5*0,16*0,4792=0,087147 cm4

Wgsp= Jx//eg=0,087147/1,024=0,0851cm2

Wdsp= Jx//ed=0,087147/0,476=0,1830cm2

A=1,5*0,16+1,34*0,16=0,4544cm2

Sx=1,34*0,16*0,67=0,1436cm

Yc=0,1436/0,4544=0,316cm

0,16*1,5+0,16y=0,16(1,34-y)

y=-0,0128

Wpl=A/2(C1+C2)

Wpl=0,2272(0,0736+0,6764)=0,1704cm3

6. Wyliczenie granicy plastyczności

Próbka 1

Re=Mde /Wsp=5,957/0,245=24,314KN/cm2

Próbka 2

Re=Mde /Wsp=2,415/0,0851=28,378KN/cm2

7. Maksymalna wartość momentu zginającego Mmax dla ciała idealne sprężysto-plastycznego

Próbka 1

Mmax=Re* Wpl =0,25144*24,314=6,1135KNcm

Próbka 2

Mmax=Re* Wpl =28,378*0,1704=4,83567KNcm

8. Ocena poprawności przyjęcia modelu ciała idealnie spręzysto-plastycznego

Próbka 1

teta=((Mdmax- Mmax)/Mdmax)*100%=((7,04375-6,1135)/ 7,04375 *100%=13,2067%

Próbka 2

teta=((Mdmax- Mmax)/Mdmax)*100%=((5,2325-4,83567)/5,2325)*100%=7,5839%

9. Wnioski

Powyższe badanie wykazało rozbieżności w wynikach badań próbek i obliczeń dla modelu ciała idealnie sprężysto-plastycznego. Wynikają one częściowo z faktu niedokładności pomiarów oraz przybliżeń w obliczeniach. (badana beleczka była ustawiona prostopadle do siły zginającej ale nie prostopadle do rozstawu podpór w maszynie wytrzymałościowej)W przypadku przeprowadzonych doświadczeń układ belki teowej został naruszony, nastąpiło wygięcie środnika, czyli fizyczne zniszczenie struktury próbki i dlatego też wynik próby odbiega znacznie od wstępnych obliczeń. Ponadto próbki wykazują w stosunku do modelu teoretycznego zbliżone zachowanie w ograniczonym przedziale. Przykładowo pełne uplastycznienie przekroju w rzeczywistym badaniu nie występuje.

---