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.
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 Rt
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.
Maszyna wytrzymałościowa.
Do przeprowadzenia próby używa się maszyny wytrzymałościowej o napędzie hydraulicznym.
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.
Plan ćwiczenia.
Ćwiczenie polega na cylindrycznym ścięciu próbek na maszynie wytrzymałościowej i wyznaczenie doraźnej wytrzymałości na ścinanie technologiczne.
Schemat ścinania cylindrycznego.
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.
Opracowanie wyników.
L.p. |
Grubość próbki g [mm] |
Średnica sworznia d [mm] |
Powierzchnia ścinana S [mm2] |
Największa siła P [N] |
Wytrzymałość na ścinanie Rt [N / mm2 = 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
|
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