POLITECHNIKA RZESZOWSKA

KATEDRA MECHANIKI KONSTRUKCJI

LABORATORIUM

WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

ĆWICZENIE 1:

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI

Prowadzący: Wykonała:

mgr inż. Lidia BUDA-OŻÓG Rafał Basiaga II BD Lp.1

Próba rozciągania służy do doświadczalnego określania podstawowych własności mechanicznych materiału, jakimi są krytyczne wartości naprężeń. Na podstawie ich wartości dany materiał jest klasyfikowany pod względem wytrzymałościowym.

Część I: Próba statyczna rozciągania metali.

1. Cel ćwiczenia.

W ćwiczeniu należy wyznaczyć krytyczne wartości naprężeń charakteryzujących:

a) granicę plastyczności σ_e,

b) granicę proporcjonalności σ_H,

c) naprężenia zrywające σ_Z,

d) wytrzymałość na rozciąganie σ_m

ponadto należy określić:

e) wydłużenie względne A_p

f) przewężenie względne Z

2. Wykonanie ćwiczenia:

a) próbka ze stali niskowęglowej, miękkoplastycznej

• wymiary pierwotne:

d_o = 19,8 mm S₀ = π·d_o²/4 = 307,91 mm²

L_o = 199,5 mm

• tabela pomiarów:

Lp	siła F [T]	ΔL [mm]	Siła F [kN]	σ = F/ S0 [Mpa]	ε = ΔL/L	Δσ/Δε
1	0,000	0,000	0,000	0,000	0
2	1,000	0,005	9,810	31,860	0,000025	1271212,367
3	2,000	0,010	19,620	63,720	0,000050	2118687,279
4	3,000	0,013	29,430	95,580	0,000065	9251,910
5	4,000	0,700	39,240	127,440	0,003509	12712,124
6	5,000	1,200	49,050	159,300	0,006015	14124,582
7	6,000	1,650	58,860	191,160	0,008271	14124,582
8	7,000	2,100	68,670	223,020	0,010526	3911,423
9	7,800	3,400	76,518	248,508	0,017043	0,000
10	7,800	4,350	76,518	248,508	0,021805	847,475
11	7,900	5,100	77,499	251,694	0,025564	0,000
12	7,900	6,050	77,499	251,694	0,030326	552,701
13	8,000	7,200	78,480	254,880	0,036090	4237,375
14	8,500	7,950	83,385	270,810	0,039850	2050,343
15	9,000	9,500	88,290	286,740	0,047619	1059,344
16	9,500	12,500	93,195	302,670	0,062657	1271,212
17	10,000	15,000	98,100	318,600	0,075188	1271,212
18	10,500	17,500	103,005	334,530	0,087719	706,229
19	11,000	22,000	107,910	350,460	0,110276	1059,344
20	11,500	25,000	112,815	366,390	0,125313	353,115
21	12,000	34,000	117,720	382,320	0,170426	112,166
22	12,300	51,000	120,663	391,877	0,255639	-190,682
23	12,000	61,000	117,720	382,320	0,305764	-1589,015
24	11,000	65,000	107,910	350,460	0,325815	-6356,062
25	10,000	66,000	98,100	318,600	0,330827	-3178,031
26	9,000	68,000	88,290	286,740	0,340852	841,243

• wymiary po zerwaniu:

d_u = 11,4 mm

L_u = 269,8 mm

• obliczenia:

Ap=35,24%

Z=66,85%

σ_m = 391,9 MPa

σ_H =223,0 MPa

σ_e = 248,5 MPa

σ_Z = 865,5 MPa

b) próbka ze stali wysokowęglowej, twardoplastycznej

• wymiary pierwotne:

d_o = 19,9 mm S₀ = π·d²/4 = 310,87 mm²

L_o = 199,6 mm

• tabela pomiarów:

Lp	siła F [T]	ΔL [mm]	Siła F [kN]	σ = F/ S0 [Mpa]	ε = ΔL/L	Δσ/Δε
1	0	0	0	0	0
2	1	0,005	9,81	31,557	0,000025	1259739,44
3	2	0,01	19,62	63,113	0,00005	1259739,44
4	3	0,15	29,43	94,67	0,000752	44990,69
5	4	0,6	39,24	126,226	0,003006	13997,1
6	5	0,99	49,05	157,783	0,00496	16150,51
7	6	1,35	58,86	189,34	0,006764	17496,38
8	7	1,7	68,67	220,896	0,008517	17996,28
9	8	2,13	78,48	252,453	0,010671	14648,13
10	9	2,4	88,29	284,009	0,012024	23328,51
11	10	2,69	98,1	315,566	0,013477	21719,65
12	11	3,08	107,91	347,123	0,015431	16150,51
13	12	5,65	117,72	378,679	0,028307	2450,85
14	13	6,7	127,53	410,236	0,033567	5998,76
15	14	7,9	137,34	441,792	0,039579	5248,91
16	15	9,8	147,15	473,349	0,049098	3315,1
17	16	12	156,96	504,906	0,06012	2863,04
18	17	15	166,77	536,462	0,07515	2099,57
19	18	18	176,58	568,019	0,09018	2099,57
20	19	22	186,39	599,575	0,11022	1574,67
21	19,9	36	195,219	627,976	0,180361	404,92
22	19	41	186,39	599,575	0,205411	-1133,77
23	18	42	176,58	568,019	0,210421	-6298,7
24	17	43	166,77	536,462	0,215431	-6298,7

• wymiary po zerwaniu:

d_u = 14,6 mm

L_u = 235,2 mm

• obliczenia:

Ap=17,84%

Z=46,17%

σ_m = 627,9 MPa

σ_H =627,9 MPa

σ_e =378,7 MPa

σ_Z = 996,5 MPa

• zestawienie wyników pomiarów dla rozciągania w tabeli:

Numer próbki	Próbka			Wyniki badań
		Wymiary			Własności wytrzymałościowe								Własności plastyczne
		do	Lo	So	Fm	σm	Fe	σe	FH	σH	FZ	σZ	Lu	Ap	du	Z
		mm	mm	mm^2	kN	N/mm^2	kN	N/mm^2	kN	N/mm^2	kN	N/mm^2	mm	%	mm	%
A	19,8	199,5	307,91	120,7	391,9	76,5	248,5	68,7	223,0	88,3	865,5	269,8	35,24	11,4	66,85
B	19,9	199,6	310,87	195,2	627,9	117,7	378,7	195,2	627,9	166,8	996,5	235,2	17,84	14,6	46,17

3. Wnioski:

Na wstępie należy zauważyć, iż próbka ze stali wysokowęglowej posiada lepsze własności wytrzymałościowe w porównaniu do stali miękkoplastycznej, niskowęglowej, zatem konstrukcja z takiej stali będzie mogła przenieść większe obciążenia.

---