POLITECHNIKA RZEDZOWSKA
Im. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA
WYDZIAŁ BUDOWNICTWA
I INŻYNIERII ŚRODOWISKA
LABORATORIUM WYTRZMAŁOŚCI MATERIAŁÓW
Ćwiczenie nr 2
PRÓBA STATYCZNA SCISKANIA METALI
Prowadząca: Wykonał
mgr inż. Lidia Buda-Ożóg Patrycja Świerad
II BD L7
1.Cel ćwiczenia
Celem próby ściskania różnych metali lub ich stopów jest określenie wartości naprężeń powodujących ich zniszczenie i ustaleni wykresu lub pracy odkształcenia.
Na podstawie statycznej próby rozciągania wyznaczamy następujące wielkości wytrzymałościowe i plastyczne materiału:
-granicę plastyczności
-wytrzymałości na ściskanie
-skrócenia względne
-wykresu ściskania
2.Przebieg ćwiczenia
Ćwiczenie rozpoczęto od przygotowania dwóch próbek o przekroju kołowym, jednej ze stali plastycznej, drugiej ze stali kruchej (żeliwo).
Pomierzono wysokość (h0) i średnice (d0) obu próbek, a następnie pojedynczo umieszczano je w maszynie wytrzymałościowej ZD 100.
Stopniowo wraz z zmieniającym się obciążeniem notowano skrócenie próbek.Gdy próbki uległy zniszczeniu, pomierzono ich wysokość (hu) oraz ich średnice w miejscu zniszczenia (du)
3.Obliczenia
Wyraźną granicę plastyczności przy ściskaniu Rplc nazywa się naprężenia, przy którym występuje skrócenie próbki bez zwiększenia a nawet przy zmniejszeniu siły obciążającej
gdzie:
Fplc - siła odpowiadająca wyraźnej granicy plastyczności przy ściskaniu
S0 - pole powierzchni przekroju pierwotnego próbki
Naprężenie σc otrzymane jako stosunek największej siły obciążającej Fc powodującej zniszczenie próbki, do pola powierzchni pierwotnego przekroju poprzecznego nazywa się wytrzymałością na ściskanie
Stan odkształcenia próbki zarówno na obszarze sprężystym jak i plastycznym charakteryzuje skrócenie względne
gdzie:
Lo - pierwotna dłógość pomiarowa próbki
L1 - długośc próbki po odształceniu
L - skrócenie względne
Próbka pierwsza:
do = 0,0283 [m]
ho = 0,045 [m]
hu = 0,0255 [m]
So = 0,000629 [m2] pole powierzchni przekroju próbki pierwotnej
Lp. |
Siła F [N] |
Skrócenie L [m] |
Naprężenie σ [N/m2] |
Odkształcenie ε |
1 |
25000 |
0,00005 |
39744520 |
0,0011111 |
2 |
50000 |
0,00010 |
79489040 |
0,0022222 |
3 |
75000 |
0,00015 |
119233560 |
0,0033333 |
4 |
100000 |
0,00022 |
158978080 |
0,0048889 |
5 |
125000 |
0,00028 |
198722600 |
0,0062222 |
6 |
150000 |
0,00034 |
238467120 |
0,0075556 |
7 |
175000 |
0,00040 |
278211640 |
0,0088889 |
8 |
200000 |
0,00142 |
317956160 |
0,0315556 |
9 |
225000 |
0,00178 |
357700680 |
0,0395556 |
10 |
250000 |
0,00222 |
397445200 |
0,0493333 |
11 |
275000 |
0,00278 |
437189720 |
0,0617778 |
12 |
300000 |
0,00332 |
476934240 |
0,0737778 |
13 |
325000 |
0,00400 |
516678760 |
0,0888889 |
14 |
350000 |
0,00465 |
556423280 |
0,1033333 |
15 |
375000 |
0,00545 |
596167800 |
0,1211111 |
16 |
400000 |
0,00640 |
635912320 |
0,1422222 |
17 |
425000 |
0,00720 |
675656840 |
0,1600000 |
18 |
450000 |
0,00820 |
715401360 |
0,1822222 |
19 |
475000 |
0,00898 |
755145880 |
0,1995556 |
20 |
500000 |
0,01000 |
794890400 |
0,2222222 |
21 |
525000 |
0,01100 |
834634920 |
0,2444444 |
22 |
550000 |
0,01250 |
874379440 |
0,2777778 |
23 |
575000 |
0,01300 |
914123960 |
0,2888889 |
24 |
600000 |
0,01400 |
953868480 |
0,3111111 |
25 |
625000 |
0,01500 |
993613000 |
0,3333333 |
26 |
650000 |
0,01600 |
1033357520 |
0,3555556 |
27 |
675000 |
0,01700 |
1073102040 |
0,3777778 |
28 |
700000 |
0,01800 |
1112846560 |
0,4000000 |
29 |
725000 |
0,01850 |
1152591080 |
0,4111111 |
30 |
750000 |
0,01900 |
1192335600 |
0,4222222 |
31 |
775000 |
0,02000 |
1232080120 |
0,4444444 |
32 |
800000 |
0,02050 |
1271824640 |
0,4555556 |
Próbka druga:
do = 0,031 [m]
ho = 0,45 [m]
hu = 0,0371 [m]
So = 0,000755 [m2] pole powierzchni przekroju próbki pierwotnej
Lp. |
Siła F [N] |
Skrócenie L [m] |
Naprężenie σ [N/m2] |
Odkształcenie ε |
1 |
25000 |
0,00009 |
33122777 |
0,0020000 |
2 |
50000 |
0,00016 |
66245554 |
0,0035556 |
3 |
75000 |
0,00023 |
99368331 |
0,0051111 |
4 |
100000 |
0,00030 |
132491108 |
0,0066667 |
5 |
125000 |
0,00038 |
165613885 |
0,0084444 |
6 |
150000 |
0,00046 |
198736662 |
0,0102222 |
7 |
175000 |
0,00060 |
231859438 |
0,0133333 |
8 |
200000 |
0,00079 |
264982215 |
0,0175556 |
9 |
225000 |
0,00108 |
298104992 |
0,0240000 |
10 |
250000 |
0,00146 |
331227769 |
0,0324444 |
11 |
275000 |
0,00188 |
364350546 |
0,0417778 |
12 |
300000 |
0,00259 |
397473323 |
0,0575556 |
13 |
320000 |
0,00300 |
423971545 |
0,0666667 |
Oznaczenia |
Próbka |
Własności |
|||||||
|
Wymiary |
Wytrzymałościowe |
Plastyczne |
||||||
|
do |
ho |
So |
Fplc |
σplc |
Fc |
σc |
hu |
ac |
|
mm |
mm |
mm2 |
kN |
|
kN |
|
mm |
% |
1 |
28,3 |
45 |
629 |
175 |
278,2 |
- |
- |
25,5 |
47,2 |
2 |
31 |
45 |
755 |
- |
- |
320 |
423,8 |
37,1 |
17,6 |
4.Wnioski:
Patrząc na wyniki, należy zauważyć, że nie można mówić o wytrzymałości na ściskanie w przypadku materiałów plastycznych.
Próbka żeliwna pod wpływem siły została ścięta pod kątem 45° do płaszczyzny podstawy.