Tomasz Stępień

Wydział: Mechaniczny

Rok studiów: II

Rok akademicki: 1998/99

Laboratorium z

Wytrzymałości materiałów

Temat:

Badanie własności mechanicznych metali:

Próba rozciągania

Ocena:

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z przyrządami do przeprowadzenia statycznej próby rozciągania i zbadanie próbki w celu wyznaczenia jej granicy plastyczności i naprężeń niszczących. Na podstawie statycznej próby rozciągania można więc wyznaczyć zakresy obciążeń, przy których może jeszcze pracować element wykonany z badanego materiału. W próbie tej posługujemy się najprostszym, bo jedno osiowym stanem naprężenia. Badania przeprowadza się na znormalizowanych próbkach, o przekroju kolistym lub prostokątnym. Próbka składa się z części pomiarowej oraz dwóch główek o większym przekroju, służących do mocowania próbki w maszynie. Przejścia między główką a częścią pomiarową są zaokrąglone w celu uniknięcia koncentracji naprężeń Próbę statycznego rozciągania przeprowadza się na maszynach uniwersalnych lub na maszynach zwanych zrywarkami. Maszyny takie mogą mieć napęd mechaniczny elektryczny lub hydrauliczny. Ten ostatni napęd daje możliwość ciągłej regulacji prędkości rozciągania i amortyzuje drgania i uderzenia powstające przy zerwaniu próbki. W trakcie próby jest możliwość rysowania wykresu obrazującego zależność wydłużenia od obciążenia. Jest to jedynie wykres poglądowy. W czasie próby zwiększane jest wydłużenie przez co wzrastają w materiale naprężenia . W początkowym okresie zależność między tymi dwoma wielkościami, naprężeniem i wydłużeniem można opisać prawem Hoocke'a . Jest to tak zwany przedział proporcjonalności. Jego wykresem jest linia prosta. Przedział ten zamyka umowna granica proporcjonalności Rh. Następny przedział to przedział sprężystości kończący się umowną granicą sprężystości Rs. Powyżej tej granicy zaczynają się odkształcenia plastyczne. Jest to przedział, w którym wydłużenie próbki zwiększa się bez wzrostu lub wręcz ze spadkiem naprężeń. Kończy się on granicą plastyczności Rpl. Ma ona duże znaczenie praktyczne gdyż jej pojawieniu towarzyszą duże, nieodwracalne odkształcenia materiału. Tak więc element obciążony siłą powodującą odkształcenia plastyczne, traci swoją przydatność. Znajomość tej granicy dla danego materiału jest więc bardzo ważna. Dla niektórych materiałów nie jesteśmy w stanie wyznaczyć tej granicy dlatego wprowadza się pojęcie umownej granicy plastyczności. Po zakończeniu plastycznego płynięcia następuje dalszy wzrost wydłużenia, któremu jednak towarzyszy znaczny wzrost naprężeń. Mówimy wtedy o umocnieniu materiału. W tym przedziale wykres osiąga swoje ekstremum. Odpowiada mu maksymalna siła obserwowana w trakcie próby. Stosunek siły do przekroju nazwiemy doraźną wytrzymałością. Po minięciu tego punktu wydłużenie wzrasta mimo spadku siły. Na dołączonych rysunkach przedstawiam wykres rozciągania oraz rysunek próbki którą poddaliśmy rozciąganiu.

Wyniki próby

Wytrzymałość na rozciąganie

Wytrzymałość przy zerwaniu

Wydłużenie względne

Przewężenie

Przedział ufności

Z tabeli rozkładu t- studenta dla :

i
,

t=2,306

Wnioski

Analizując wykres stwierdziłem że wyraźna granica plastyczności nie występuje. Jednakże wyszczególniona została szyjka, która to cecha jest charakterystyczną dla materiałów ciągliwych. Przesuniecie szyjki względem osi symetrii próbki wskazuje na niejednorodną strukturę materiału. Uwzględniając wszystkie wyżej wymienione cechy oraz otrzymane wyniki z obliczeń ( Rm i A5 ) wnioskuję że próbka wykonana jest ze stali węglowej konstrukcyjnej wyższej jakości 40.

---