Politechnika Białostocka
WYDZIAA
MECHANICZNY
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
Temat ćwiczenia:
Statyczna Próba Ściskania Materiałów
Sprężysto-Plastycznych i Kruchych
Numer ćwiczenia: 3a
Laboratorium z przedmiotu:
LABORATORIUM WYTRZYMAA
OÅšCI MATERIAA
ÓW
Kod: 
BIAA
YSTOK 2005
1. Cel Ćwiczenia
Określić właściwości wytrzymałościowe materiałów konstrukcyjnych podczas
statycznej próby ściskania zgodnie z normą PN-57/H-04320, PN-80/H-83119
2. Wiadomości Ogólne
Próba statyczna ściskania dla różnych tworzyw przebiega inaczej ze
względu na charakter odkształceń i zniszczenia. Charakterystyki ściskania
dla różnych tworzyw konstrukcyjnych przedstawiono w układzie
bezwzględnych s i e (bez uwzględnienia znaku) na rysunku 1.
Rys. 1. Przykładowe wykresy ściskania różnych materiałów oraz sposób wyznaczenia
umownej granicy plastyczności przy ściskaniu R0.2
Jak widać próbki z plastycznych metali nie mogą by zniszczone przy ściskaniu, w sensie
utraty spójności miedzy częściami próbki, natomiast intensywnie pęcznieją przyjmując
kształt beczułkowaty. Zjawisko to jest wynikiem tarcia między podstawami próbki a
płaszczyznami docisku. Ta sama przyczyna podczas ściskania materiałów kruchych
powoduje to, że płaszczyzna utarty spójności występuje pod katem 45o, tj. w jednej z
płaszczyzn głównych. Przy zlikwidowaniu tarcia dla próbek kruchych powstają złomy
rozdzielcze równoległe do kierunku działającej siły. Typy złomów dla różnych tworzyw
pokazano na rysunku 2.
Rys. 2. Typy złomów próbek a) metal plastyczny, b) metal małoplastyczny  złom
poślizgowy, c) metal kruchy przy smarowaniu płaszczyzn czołowych
Próba ściskania musi by przeprowadzona w taki sposób aby płaszczyzny ściskające
próbkę mogły się ustawi równolegle do płaszczyzn podstawy próbki. Temu celowi służy
przegub kulisty pokazany na rysunku 3.
W przypadku ściskania próbki normowe muszą spełniać następujące warunki: metale -
próbka walcowa spełniająca warunek ho/do=3, gdzie średnica przyjmuje wartości do =
10,20,30 mm, żeliwo - próbka walcowa ho/do=1.5 gdzie do = 10,12,14,16,18,20 mm. W
przypadku określania modułu Younga Polska Norma dopuszcza zwiększenie wysokości
próbek walcowych, tj. ho/do=10.
Rys. 3. Schemat niszczenia próbki z zastosowaniem przegubu kulistego
3. Wielkości Mechaniczne Wyznaczane Przy Statycznej Próbie Ściskania
a) skrócenie względne
l0 - l1
ac = 100[%]
l0
gdzie: l0 - długość pomiarowa próbki przed obciążeniem, może pokrywać się z
wysokością próbki, l1- długość pomiarowa próbki po odkształceniu
b) wyraz
na granica plastyczności
Fec
Rec = [MPa]
S0
gdzie: Fec -siła odpowiadająca wyraz
nej granicy plastyczności przy ściskaniu, S0 - pole
powierzchni pierwotnego przekroju poprzecznego próbki
c) wytrzymałoś na ściskanie
Fc
Rc = [MPa]
S0
gdzie: Fc - największa siła obciążająca,
d) umowna granica plastyczności
Fc0.2
Rc0.2 = [MPa]
S0
gdzie: Fc0.2 -siła odpowiadająca trwałemu skróceniu próbki równemu 0.2% początkowej
długości próbki
e) umowna granica sprężystości
Fc0.01
Rc0.01 = [MPa]
S0
gdzie: Fc0.01 -siła odpowiadająca trwałemu skróceniu próbki równemu 0.01% początkowej
długości próbki
f) moduł Younga
s
Ec = [MPa]
e
gdzie: Ec - moduł sprężystości podłużnej przy ściskaniu
4. Zestawienie Wyników Pomiarów i Obliczeń Przy Próbie Ściskania
d0 h0 S0 Fc Fec Rc Rc0.2 Rec l1 ac
Nr
materiał Uwagi
[mm] [mm] [kN] [kN] [MPa] [MPa] [MPa] [mm] [%]
próbki
[mm2]
1
2
5. Sprawozdanie
W sprawozdaniu należy podać:
· rodzaj materiaÅ‚u, z którego zostaÅ‚a wykonana próbka,
· typ próbki (ksztaÅ‚t i wymiary)
· rodzaj maszyny wytrzymaÅ‚oÅ›ciowej, na której przeprowadzono próbÄ™,
· zakres siÅ‚omierza,
· cel próby,
· oznaczenie podstawowych wielkoÅ›ci,
· okreÅ›lenia podstawowe,
· wykres Å›ciskania,
· tabelkÄ™ z wynikami pomiarów,
· charakterystyki zÅ‚omu,
· spostrzeżenia i wnioski
6. Literatura
· PN-57/H-04320, PN-80/H-83119
· Brzoska Zbigniew, WytrzymaÅ‚oÅ›c Materiałów, Warszawa PWN, 1983
· BurczyÅ„ski Tadeusz, Laboratorium WytrzymaÅ‚oÅ›ci Materiałów, Wyd.
Pol. ÅšlÄ…skiej, 2002
· GoÅ‚aÅ› Krzysztof, Laboratorium WytrzymaÅ‚oÅ›ci Materiałów, Oficyna
Wyd. Pol. Warszawskiej, 2000.