AKADEMIA GÓRNICZO - HUTNICZA

im. STANISŁAWA STASZICA

W KRAKOWIE

Laboratorium z wytrzymałości materiałów.

WYDZIAŁ GÓRNICZY	Temat: Próba statyczna ścinania technologicznego.	Data wykonania: 25.02.1998 r.		Grupa: II
Budownictwo III rok	Rafał Stawiarski Mariusz Tenus	Ocena:	Zespół: III

Temat ćwiczenia:

Próba statyczna ścinania technologicznego.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z praktycznym sposobem wykonania próby ścinania technologicznego oraz wyznaczenie doraźnej wytrzymałości na ścinanie badanego materiału. Ścinanie próbki rozumie się jako cięcie materiału przez siły tnące, o przeciwnych zwrotach, leżące w jednej płaszczyźnie. W przekrojach ścinanych elementów konstrukcyjnych z reguły równocześnie występują naprężenia styczne od sił tnących i normalne od momentów zginających. Nie jest to zatem czyste ścinanie, lecz tak zwane ścinanie technologiczne.

Działanie ostrzy podczas ścinania technologicznego.

Wytrzymałość na ścinanie R_t
wyraża się ze wzoru:

gdzie:

P - największa siła podczas ścinania,

S - pole powierzchni ścinanej.

Wzór ten opiera się na założeniu równomiernego rozkładu naprężeń tnących w ścinanych przekrojach i pominięciu naprężeń normalnych. Wykorzystanie tego wzoru pozwoli wyznaczyć umowną wielkość naprężeń ścinających.

2. Maszyna wytrzymałościowa.

Do przeprowadzenia próby używa się maszyny wytrzymałościowej o napędzie hydraulicznym.

3. Przyrządy do ścinania technologicznego.

Przyrząd składa się z:

• korpusu

• wkręcanej tulei

• pręta dociskającego

• para: gniazdo - trzpień ścinający.

W korpusie osadzone jest gniazdo o średnicy odpowiadającej średnicy trzpienia ścinającego. Próbka umieszczana jest pomiędzy gniazdem i trzpieniem i przytrzymywana wkręcaną w korpus tuleją. W osi tulei jest pręt, który przenosi siłę obciążającą z prasy w trzpień ścinający.

4. Plan ćwiczenia.

Ćwiczenie polega na cylindrycznym ścięciu próbek na maszynie wytrzymałościowej i wyznaczenie doraźnej wytrzymałości na ścinanie technologiczne.

Schemat ścinania cylindrycznego.

5. Tok przeprowadzenia ćwiczenia.

• Mierzymy grubość przygotowanych ośmiu próbek. Pomiar wykonany został suwmiarką o dokładności odczytu 0,05 mm.

• Mierzymy średnicę czterech sworzni ścinających. Pomiar wykonany został suwmiarką o dokładności odczytu 0,05 mm.

• Każdym sworzniem ścinamy dwie próbki i odczytujemy maksymalne siły otrzymane przy ścinaniu.

6. Opracowanie wyników.

L.p.	Grubość próbki g [mm]	Średnica sworznia d [mm]	Powierzchnia ścinana S [mm^2]	Największa siła P [N]	Wytrzymałość na ścinanie Rt [N / mm^2 = MPa]
1.	6,0	31,3	769,44	13200	17,15
2.	6,0	31,3	769,44	14000	18,19
3.	2,7	20,9	343,06	3700	10,78
4.	2,7	20,9	343,06	3600	10,49
5.	2,7	26,1	535,02	5600	10,46
6.	2,7	26,1	535,02	5000	9,34
7.	2,7	16,0	201,06	3400	16,91
8.	2,7	16,0	201,06	3500	17,40

7. Wnioski.

• Wytrzymałość na technologiczne ścinanie określona podanym wzorem wytrzymałościowym zależy nie tylko od własności wytrzymałościowych materiału próbki, lecz również od kształtu i wielkości przekroju ścinanego, wymiarów przyrządu i dokładności przylegania próbki.

• Sposób obciążenia próbki podczas próby ścinania wywołuje złożony stan naprężenia. Wzór z którego obliczamy naprężenia ścinające opiera się na równomiernym rozkładaniu naprężeń tnących w ścinanych przekrojach i pominięciu naprężeń normalnych. Dla ścinania technologicznego założenie to jest dalekie od rzeczywistości.

• Określoną wytrzymałość należy traktować jako wielkość umowną, dając orientacyjną ocenę badanego materiału a nie rzeczywistą jego wytrzymałość na ścinanie.

• Aby wielkość otrzymanej wytrzymałości mogła być wielkością porównawczą, musi być wyznaczana w warunkach znormalizowanych według polskiej normy PN-68/H-04321.

1

5

P

P

P

P

---