Laboratorium Wytrzymałości Materiałów
WBMiZ Grupa ZP3 Rok II Semestr III Krukowska Lucyna Krzywda Katarzyna Majchrzak Magdalena Modlińska Klaudia Matyja Mariusz	Temat: Próba udarowego zginania. Charakterystyka sprężyn.
Data wykonania ćwiczenia: 2009-11-17	Data oddania sprawozdania: 2009-12-01	Ocena:

Próba udarowego zginania.

Rysunek próbki przed złamaniem

Ogólny schemat próbki :

l - długość,

d - średnica,

G - głębokość karbu,

A - szerokość karbu.

Rysunek próbki po złamaniu

w próbce nastąpił złom plastyczny

Wzory stosowane przy wypełnianiu tablicy: Próba udarowego zginania sposobem Charpy'ego wg PN-EN 10045-1:1994

Początkowa energia młota wahadłowego:

K_min= mgR(1-cosα)

Prędkość uderzenia:

v = [2gR(1-cosα)]^1/2

Energia zużyta na złamanie próbki:

K= K_max- K_min = mgR(cosβ-cosα)

Udarność:

KC=K/S₀

Charakterystyka sprężyn.

1. Opis aparatu do wyznaczania charakterystyki sprężyn.

Do wyznaczania charakterystyki sprężyn wykorzystujemy specjalną maszynę. Można na niej wywoływać w sprężynach obciążenia do 1000 N. Daną sprężynę umieszczą się, w przypadku ściskania, między dwoma płytami ściskającymi, a w przypadku rozciągania, zawiesza się na hakach rewersora i belki napędowej. Dolna płytka i rewersor połączone są z układem pomiaru sił (jest to zegar-tarcza tradycyjna albo elektroniczna) natomiast płytka górna połączona jest z belką napędową. Po uprzednim wyzerowaniu siłomierza za pomocą pokrętła z jego tarczy odczytujemy wartość siły działającej na sprężynę. Obciążenie wywołuje się belką, przesuwaną po pionowych prowadnicach śrubą pociągową napędzaną ręcznie (za pomocą korby) lub mechanicznie. Ugięcie sprężyn mierzy się za pomocą specjalnej listwy i noniusza.

Do doświadczeń wykorzystywaliśmy siłomierz typu S9 i czujniki przemieszczenia typu WA/50.

2. Tablice z wynikami pomiarów:

-dla sprężyny nr 1

Numer pomiaru	Ugięcie	Siła ściskająca	Siła ściskająca w zakresie liniowym	Siła z prostej regresji liniowej	Odchylenie pomiaru od prostej regresji
i	f	F	Fzl	Frl	b
	mm	N	N	N	%
A	B	C	D	E	F
1	0	0	0	-14,5816494	2,916329873
2	4,3	50	50	45,16300149	0,967399702
3	8,4	100	100	102,1288314	-0,425766276
4	12,29	150	150	156,1768992	-1,235379849
5	16,14	200	200	209,6692029	-1,933840584
6	19,83	250	250	260,9384498	-2,187689964
7	23,34	300	300	309,7067578	-1,941351569
8	26,78	350	350	357,5024785	-1,500495706
9	29,01	400	400	388,4863323	2,302733531
10	33,19	450	450	446,5636906	0,687261876
11	36,19	500	500	488,2460052	2,350798966

-dla sprężyny nr 2

Numer pomiaru	Ugięcie	Siła ściskająca	Siła ściskająca w zakresie liniowym	Siła z prostej regresji liniowej	Odchylenie pomiaru od prostej regresji
i	f	F	Fzl	Frl	b
	mm	N	N	N	%
A	B	C	D	E	F
1	0	0	0	-10,5380167	3,512672249
2	4,19	30	30	31,05387303	-0,351291011
3	7,42	60	60	63,11635609	-1,038785362
4	10,43	90	90	92,99501676	-0,998338921
5	13,41	120	120	122,5758835	-0,858627827
6	16,57	150	150	153,943514	-1,314504653
7	19,5	180	180	183,0280574	-1,009352469
8	22,45	210	210	212,3111302	-0,770376722
9	25,53	240	240	242,8846434	-0,961547806
10	28,37	270	270	271,075805	-0,358601662
11	30,03	300	300	287,5537375	4,148754182

-dla układu równoległego sprężyn 1 i 2

Numer pomiaru	Ugięcie	Siła ściskająca	Siła ściskająca w zakresie liniowym	Siła z prostej regresji liniowej	Odchylenie pomiaru od prostej regresji
i	f	F	Fzl	Frl	b
	mm	N	N	N	%
A	B	C	D	E	F
1	0	0	0	-23,9547875	2,994348438
2	4,13	80	80	74,77530269	0,653087163
3	7,78	160	160	162,0307093	-0,253838661
4	11,42	240	240	249,04706	-1,130882497
5	14,98	320	320	334,1509634	-1,768870424
6	18,42	400	400	416,3861959	-2,048274489
7	21,67	480	480	494,0793662	-1,75992077
8	24,73	560	560	567,2304742	-0,90380927
9	28,13	640	640	648,509483	-1,06368538
10	30,08	720	720	695,1253852	3,109326851
11	33,74	800	800	782,6198477	2,172519038

3. Obliczenia teoretycznej sztywności obu sprężyn i ich układu równoległego.

[

C - stała sprężysta, sztywność

G - moduł sprężystosci poprzecznej; dla stali G = 80 000 MPa

n - liczba zwojów

d - średnica drutu sprężyny

D_w - wewnętrzna średnica sprężyny

D= D_w + d - średnia średnica zwojów

a) sztywność teoretyczna sprężyny nr 1

d = 5,3 mm

D_w = 43 mm

n = 5, 5

D = 5,3 mm + 43 mm = 45,3 mm

C₁≈12,73 N/mm

b) sztywność teoretyczna sprężyny nr 2

d = 3,7 mm

D_w = 26,6 mm

n = 7,5

D = 3,7 mm + 26,6 mm = 30,3 mm

C₂ ≈ 8,98 N/mm

c) sztywność teoretyczna układu równoległego sprężyn 1 i 2

C_rown. = C₁ + C₂ = 12,73 N/mm + 8,98 N/mm

= 21,72N/mm

4. Porównanie sztywności doświadczalnych z teoretycznymi:

Sprężyna	Sztywność [N/mm]		Błąd [%]
		doświadczalna Cd		teoretyczna Ct
	1	13,89410485		12,73208111	9,126738433
	2				9,926465341	8,982924455	10,50371614
Układ równoległy	23,90559085	21,71500557	10,08788727

5. Wykresy charakterystyk we współrzędnych (f , F) z zaznaczonymi punktami pomiarowymi i prostą regresji w zakresie liniowym.

1. dla sprężyny nr 1

2. dla sprężyny nr 2

3. dla układu równoległego sprężyn 1 i 2

---