1.WST
P 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
zrywarkÄ….
Próbki przeznaczone do badań mają część pomiarową o stałym przekroju, a
zakończone są obustronnie główkami o zwiększonym przekroju. Część pomiarowa o
długości L0 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) wyraz
na granica plastyczności Re
b) wytrzymałość na rozciąganie Rm
c) naprężenie rozrywające Ru
Własności plastyczne, to:
a) wydłużenie względne Ap
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]
m1=40,5[mm]
m2=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
Åšrednia 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 wyraz
nej granicy plastyczności, a więc należałoby
wyliczyć umowną granicę plastyczności):
2
Fe pðd
0
Re =ð S =ð
0
S 4
0
-Wytrzymałość na rozciąganie Rm
F 4430
2
m
Rm =ð Rm =ð =ð 58,64[daN / mm ] =ð 586,4 [MPa]
S 75,54
o
Wytrzymałość przy zerwaniu Ru
2
F pðd 3,14 ×ð(6,27)
2
n nśr
Ru =ð S =ð =ð =ð 30,86 mm
n
S 4 4
n
2900
2
Ru =ð =ð 93,97[daN / mm ] =ð 939,7 [MPa]
30,86
Wydłużenie względne A
l -ð l
u o
A =ð 100 %
l
o
60,42 -ð 50,12
A =ð 100 % =ð 20,55%
50,12
Przewężenie Z
S -ð S
o 1
Z =ð 100 %
S
o
75,5 -ð 30,8
Z =ð 100 % =ð 59,20 %
75,5
5.RACHUNEK BA

DÓW.
A)Metodą różniczki zupełnej.
DðFe =ð DðFm =ð DðFu =ð10daN - bÅ‚Ä…d, który wynika z użytego zakresu i dokÅ‚adnoÅ›ci podziaÅ‚ki
-błąd wynikający z dokładności podziałki suwmiarki
Dðl0 =ð Dðlm =ð Dðd0 =ð Dðdu =ð 0,1mm
Å›ðS0 pðd0 Å›ðSn pðdn
DðS0 =ð ×ð Dðd0 =ð Dðd0 =ð 1.,54mm2;DðSn =ð ×ð Dðdn =ð Dðdn =ð 0.98 mm2
Å›ðd0 2 Å›ðdn 2
FmDðS
Å›ð Rm Å›ð Rm DðFm
0
DðRm = ×ð DðF +ð ×ð DðS =ð +ð =ð 0,13 +ð1,19 =ð 1,32 MPa
m 0 2
Å›ð F Å›ð S S (ðS )ð
m 0 0
0
DðF F DðS
Å›ð Ru Å›ð Ru
u u n
DðRu = ×ð DðF +ð ×ð DðS =ð +ð =ð 0,32 +ð 2,98 =ð 3,3 MPa
u n 2
Å›ð F Å›ð S S (ðS )ð
u n n
n
Å›ð A Å›ð A Dðlu luDðl0
DðA = ×ð Dðln +ð ×ð Dðl0 =ð +ð =ð 0,0019 +ð 0,0024 =ð 0,0043×ð100% =ð 0,43%
Å›ð lu Å›ð l0 l0 l0 2
(ð )ð
2d2 Dðd0 2dnDðdn
Å›ð Z Å›ð Z
n
DðZ = ×ð Dðd0 +ð ×ð Dðdn =ð +ð =ð 0,0072 +ð 0,012 =ð 0,0192×ð100% =ð1,92%
Å›ð d0 Å›ð dn
d3 d2
0 0
Obliczanie błędów względnych wartości Rm, Ru:
DðRm 10,79
Å›ðRm =ð ×ð100% =ð 100% =ð 1,84%
Rm 586,4
DðRu 36,48
Å›ð Ru = ×ð100% =ð ×ð100% =ð 3,88%
Ru 939,7
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
Åšrednia 58,7 93,97
Obliczenia dla wartoÅ›ci: að=0,09 ;
P.=1-að=0,91,
n=4
k=n-1=3
t =ð 3,182 - z tablic rozkÅ‚adu t-Studenta
að ,k
- dla Rm
234,82 1
x =ð =ð 58,7 S =ð ×ð 9,267 =ð 1,757
4 3
1,757
S =ð =ð 0,878
r
4
P(58,7 -ð 3,182 * 0,878 <ð Rm <ð 58,7 +ð 3,182 * 0,878)
P(55,9 <ð Rm <ð 61,49)
- dla Ru
375,88 1
x =ð =ð 93,97 S =ð ×ð 20,98 =ð 2,64
4 3
2,64
S =ð =ð 1,32
r
4
P(93,97 -ð 3,182 *1,32 <ð Ru <ð 93,97 +ð 3,182 *1,32)
P(89,76 <ð Ru <ð 98,17
6.Zestawienie wyników. Wnioski
wielkość bł. Bezwzględny bł. Względny Wyniki po
wyliczona zaokrÄ…gleniu
Rm 584,4[MPa} 1,32[MPa] 1,84% 584Ä…ð1,3[MPa]
Ru 939,7[MPa] 3,3[MPa] 3,88% 940Ä…ð 3,3[MPa]
A 20,55% 0,43% 20,55Ä…ð 0,4%
Z 59,20% 1,92% 59,20Ä…ð1,9%
Na podstawie wyników ćwiczenia można stwierdzić, że próbka była wykonana z
materiału kruchego, ponieważ nie wykazał on wyraz
nej granicy plastyczności. Złom jest
typowym dla materiałów kruchych, jest matowy, powstał kołnierz ustawiony pod kątem
45°ð. Obliczenia wytrzymaÅ‚oÅ›ci na rozciÄ…ganie Rm, wytrzymaÅ‚oÅ›ci 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.