MAC-MTS6, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ


LABOLATORIUM MECHANIKI DOŚWIADCZALNEJ

Wyznaczanie współczynnika intensywności naprężeń K1c w płaskim stanie odkształcenia

SZCZERBA MACIEJ gr. 21M

1997 .04. 03

CWICZENIE 6

A

Liniowa mechanika pękania pozwala na określenie odporności na pękanie materiału

o małej ciągliwości , której miarą jest współczynnik intensywności naprężeń K.

Zamiast posługiwać się pojęciem naprężenia do oceny momentu zniszczenia próbki można do tego celu posłużyć się inną wielkością która opisuje to pole w sposób jednoznaczny i ma skończoną wartość . Tą wielkością jest właśnie współczynnik intensywności naprężeń, a kryterium zniszczenia wyrażone za jego pomocą ma postać :

K(a , σ , Y) = Kc (a , σ , Y)

Ograniczeniem stosowalności powyższego kryterium jest fakt że K1 c jest stałą materiałową tylko powyżej określonej grubości próbki.

Wartość K1c określona w badaniu charakteryzuje odpornośc materiału na pękanie przy tak dobranym obciążeniu że naprężenie przy wierzchołku pęknięcia jest zbliżone do płaskiego stanu odkształcenia i strefa plastyczna przy wierzchołku pęknięcia jest mała w porównaniu z wielkością szczeliny i wymiarami próbki .

Do przeprowadzenia doświadczenia użyta została próbka trójpunktowo zginana .

sygnałem sterującym było przemieszczenie (trawersa ) , które odbywało się z prędkością 0.15 %/s z zakresu 20 mm .

Na początku zostało zadane obciążenie wstępne w celu zlikwidowania luzów występuących w podporach.

SCHEMAT STANOWISKA

WYMIARY PRÓBKI

Długość pęknięcia a mierzymy po pęknięciu próbki w następujących pięciu miejscach :

- na środku ;

- w połowie odległości między środkiem a końcem pęknięcia po dwóch stronach ;

- na dwóch końcach pęknięcia .

Długość pęknięcia jest średnią z otrzymanych pomiarów

a = 4.472 mm

B.

WYKRES SIŁA- PRZEMIESZCZENIE ( EKSTENSOMETRU)

OTRZYMANY PODCZAS DOŚWIADCZENI

W celu przefiltrowania powyższego wykresu posłużyliśmy się wzorem na poczwórnie ważoną :

gdzie i - numer kolejnego pomiaru

X- wartość i-go pomiaru

Przefiltrowany wykres przedstawia się następująco :

Aby sprawdzić możliwość zastosowania współczynnika intensywności naprężeń dla badanej próbki obliczamy

- stosunek Pmax / PQ

W naszym przypadku stosunek maksymalnej siły jaką przeniosła próbka (Pmax) do siły PQ (która w przypadku naszego wykresu zdefiniowana jest jako maksymalna siła która poprzedza siłę P5 i przewyższa ją wartością) wynosi 1 (ponieważ Pmax = PQ ) i jest mniejszy niż wartość graniczna (1.10) ;

- ponieważ powyższe założenie jest spełnione obliczamy KQ korzystając ze wzoru :

gdzie PQ - wyznaczona siła

B - grubość próbki ( B = 2.07 cm)

S - rozstaw podpór ( S = 12.52 cm)

W- szerokość próbki ( W = 3.13 cm)

a - długość pęknięcia ( a = 0.4472 cm)

f (a/w) - funkcja policzona ze wzoru :

f (a/w) = 0.995

KQ = 64.158 [ MPa ]

- następnie obliczamy wartość wyrażenia :

gdzie KQ - wipółczynnik intensywności dla siły PQ

σys - umowna granica plastyczności ( 1250 MPa )

Wyznaczona wartość wyrażenia wynosi :

X = 0.00658 [m]

Następnie porównujemy otrzymaną wartość X z grubością próbki oraz długością szczeliny

Szerokość próbki B= 0.0207 m , długość szczeliny a = 0.004472 m

Z otrzymanych wyników stwierdzamy że :

B > X ; a < X

Po przeprowadzeniu powyższych obliczeń stwierdzamy że założenia na poprawność wyznaczenia współczynnika intensywności naprężeń K1C nie są spełnione i badanie na wyznaczenie K1C jest nieważne.

W związku z powyższym przystępujemy do obliczenia współczynnika wytrzymałości próbki RSB korzystając ze wzoru :

gdzie PMAX - maksymalna siła przeniesiona przez próbkę

σYS - umowna granica plastyczności ( 1250 MPa )

RSB = 0.5953

WNIOSKI

W przeprowadzonej próbie przyjęte założenia na poprawność na poprawność próby nie zostały spełnione a więc wyznaczenia współczynnika intensywności naprężeń dla badanej próbki nie jest możliwe . Z uwagi na to w przeprowadzonym doświadczeniu możemy wyznaczyć dla badanej próbki współczynnik wytrzymałości próbki .

Aby wymagania na poprawność próby były spełnione należy zwiększyć wymiary próbki które mogą być wyznaczone na podstawie wyznaczonego KQ ( winny być większ o 1.5 raza od wymiarów próbki nie spełniającej założeń.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
TMDR03, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
CAÚ J T, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
CAÚ J Z, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
TMDT03, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
TMDP03, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
MECHDO~1, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
VIOLO, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
MD10, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
TMDZ03, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
CAÚ J P, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
TMDJ03, LABOLATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
DO$ZEMB, LABORATORIUM Z MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
MD 4A, LABORATORIUM Z MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
DO$ZEMB1, LABORATORIUM Z MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
POMIAR PRZYROSTU DLUGOSCI SZCZELINY, LABORATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
CAUSTIC, LABORATORIUM MECHANIKI DO˙WIADCZALNEJ
LABORA~1(1), Laboratorium Mechaniki Do˙wiadczalnej

więcej podobnych podstron