1.WSTĘP TEORETYCZNY

Podstawową próbą badań własności mechanicznych metali jest próba statyczna

rozciągania metali, ujęta normą PN-80/H 04310. Dzięki takim próbom otrzymujemy
podstawowe informacje o własnościach wytrzymałościowych i plastycznych danych
metali. Próba taka realizuje najprostszy stan naprężeń, jaki powstaje przy prostym
rozciąganiu. Badanie wytrzymałościowe w trakcie tej próby polega na osiowym
rozciąganiu próbki odpowiednio ukształtowanej na maszynie wytrzymałościowej zwanej
zrywarką.

Próbki przeznaczone do badań mają część pomiarową o stałym przekroju, a

zakończone są obustronnie główkami o zwiększonym przekroju. Część pomiarowa o
długości L

0

przechodzi w sposób łagodny do główek, dzięki czemu możemy przyjąć, że

stan naprężenia i odkształcenia w każdym punkcie części pomiarowej jest jednakowy.
Przeprowadzając statyczną próbę rozciągania metali należy pamiętać, iż uzyskane wyniki
pochodzą z badań przeprowadzonych na próbkach, a zatem nie mogą odzwierciedlać
zachowania się gotowych konstrukcji pod obciążeniem.

2.CEL ĆWICZENIA

Naszym zadaniem jest określenie własności wytrzymałościowych i plastycznych

próbki metalu.
Własności wytrzymałościowe, to:

a) wyraźna granica plastyczności R

e

b) wytrzymałość na rozciąganie R

m

c) naprężenie rozrywające R

u

Własności plastyczne, to:

a) wydłużenie względne A

p

b) przewężenie względne Z

Uzyskane wyniki należy porównać z wartościami tabel porównawczych i określić z

czego był wykonany materiał badany. Porównanie to nie jest jednoznaczne, gdyż próba ta
nie służy do identyfikacji materiału badanej próbki.

3.TABELA POMIAROWA:

Wielkości dotyczące badanej próbki:
do=9,9[mm]
Lo=50[mm]

m

1

=40,5[mm]

m

2

=39,6[mm]

Lp

Fm

Fu

do

du

Lo

Lu

Rm

Ru

1

4530

3000

9,80

6,60

50,2

62,3

60,03

97,21

2

4530

2900

9,66

6,56

50,5

60,3

60,03

93,97

3

4250

2800

9,86

6,06

49,9

59,5

56,32

90,73

4

4410

2900

9,93

5,86

49,9

59,6

58,44

93,97

Średnia

4430

2900

9,81

6,27

50,12

60,42

58,7

93,97

4.OBLICZENIA

Próbka była 5-cio krotna. Złom nastąpił pomiędzy drugą a trzecią działką (dokładnie w samym środku).

-Granica plastyczności Re(materiał nie wykazał wyraźnej granicy plastyczności, a więc należałoby
wyliczyć umowną granicę plastyczności):

4

Re

2

0

0

0

d

S

S

Fe







-Wytrzymałość na rozciąganie Rm

]

[

4

,

586

]

/

[

64

,

58

54

,

75

4430

2

MPa

mm

daN

Rm

S

F

Rm

o

m









Wytrzymałość przy zerwaniu Ru

2

2

86

,

30

4

)

27

,

6

(

14

,

3

4

mm

d

S

S

F

Ru

núr

n

n

n













]

[

7

,

939

]

/

[

97

,

93

86

,

30

2900

2

MPa

mm

daN

Ru







Wydłużenie względne A

%

55

,

20

%

100

12

,

50

12

,

50

42

,

60

%

100











A

l

l

l

A

o

o

u

Przewężenie Z

%

20

,

59

%

100

5

,

75

8

,

30

5

,

75

%

100

1











Z

S

S

S

Z

o

o

5.RACHUNEK BŁĘDÓW.
A)Metodą różniczki zupełnej.







F

F

F

daN

e

m

u







10

- błąd, który wynika z użytego zakresu i dokładności podziałki









l

l

d

d

mm

m

u

0

0

0 1









,

-błąd wynikający z dokładności podziałki suwmiarki













S

S
d

d

d

d

mm

S

S
d

d

d

d

mm

n

n

n

n

n

n

0

0

0

0

0

0

2

2

2

1

2

0 98



























.

;

.

,54

 

MPa

32

,

1

19

,

1

13

,

0

S

S

Fm

S

Fm

S

S

Rm

F

F

Rm

=

Rm

2

0

0

0

0

0

m

m



































 

MPa

3

,

3

98

,

2

32

,

0

S

S

F

S

F

S

S

Ru

F

F

Ru

=

Ru

2

n

n

u

n

u

n

n

u

u



































 











A =

A

l

l

A
l

l

l

l

l l

l

u

n

0

0

u

0

u

0

0




























2

0 0019 0 0024 0 0043 100% 0 43%

,

,

,

,











Z =

Z

d

d

Z

d

d

2d

d

d

2d

d

d

0

0

n

n

n

2

0

0

3

n

n

0

2





























0 0072 0 012 0 0192 100

1 92

,

,

,

%

, %

Obliczanie błędów względnych wartości Rm, Ru:

%

84

,

1

%

100

4

,

586

79

,

10

%

100











Rm

Rm

Rm



%

88

,

3

%

100

7

,

939

48

,

36

%

100

Ru

Ru

=

Ru













B)Obliczanie błędów statystycznych na podstawie rozkładu

t-Studenta:

wielkości, dla których obliczam błąd powyższą metodą:

Lp

Rm

Ru

1

60,03

97,21

2

60,03

93,97

3

56,32

90,73

4

58,44

93,97

Średnia

58,7

93,97

Obliczenia dla wartości:



=0,09 ;

P.=1-



=0,91,

n=4
k=n-1=3

182

,

3

,



k

t



- z tablic rozkładu t-Studenta

- dla Rm

7

,

58

4

82

,

234





x

757

,

1

267

,

9

3

1







S

878

,

0

4

757

,

1





r

S

)

49

,

61

9

,

55

(

)

878

,

0

*

182

,

3

7

,

58

878

,

0

*

182

,

3

7

,

58

(













Rm

P

Rm

P

- dla Ru

97

,

93

4

88

,

375





x

64

,

2

98

,

20

3

1







S

32

,

1

4

64

,

2





r

S

17

,

98

76

,

89

(

)

32

,

1

*

182

,

3

97

,

93

32

,

1

*

182

,

3

97

,

93

(













Ru

P

Ru

P

6.Zestawienie wyników. Wnioski

wielkość

wyliczona

bł. Bezwzględny bł. Względny

Wyniki po

zaokrągleniu

Rm

584,4[MPa}

1,32[MPa]

1,84%

584

]

[

3

,

1

MPa



Ru

939,7[MPa]

3,3[MPa]

3,88%

940

]

[

3

,

3

MPa



A

20,55%

0,43%

20,55

%

4

,

0



Z

59,20%

1,92%

59,20

%

9

,

1



Na podstawie wyników ćwiczenia można stwierdzić, że próbka była wykonana z

materiału kruchego, ponieważ nie wykazał on wyraźnej granicy plastyczności. Złom jest
typowym dla materiałów kruchych, jest matowy, powstał kołnierz ustawiony pod kątem
45



. Obliczenia wytrzymałości na rozciąganie Rm, wytrzymałości przy zerwaniu Ru oraz

wydłużenia względnego A i przewężenia Z - nie pozwoliy na jednoznaczne określenie
rodzaju stali, z której była wykonana próbka. Kierując się natomiast tylko porównaniem
wartości Ru, Rm, uwzględniając rachunek błędów można by stwierdzić, że próbka była
wykonana prawdopodobnie ze stali 35, lecz nie jest to możliwe do stwierdzenia z całkowitą
pewnością.