POLITECHNIKA RZESZOWSKA Rzeszów 10.05.2006

KATEDRA MECHANIKI KONSTRUKCJI

LABORATORIUM

WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Ćwiczenie NR 2:

STATYCZNA PRÓBA ŚCISKANIA METALI

Prowadzący: Wykonał:

mgr inż. Lidia BUDA-OŻÓG Repel Andrzej LP 6

II BD

Celem próby ściskania różnych metali lub ich stopów jest określenie wartości naprężeń powodujących ich zniszczenie i ustaleni wykresu lub pracy odkształcenia. Na podstawie ich wartości dany materiał jest klasyfikowany pod względem wytrzymałościowym.

1. Cel ćwiczenia:

Należy zbadać własności wytrzymałościowe na ściskanie materiałów kruchych i plastycznych, wyznaczając:

1. wyraźną granicę plastyczności σ_plc, ( dla plastycznych )

2. wytrzymałość na ściskanie σ_c, ( dla kruchych )

3. skrócenie względne a_c,

2. Wykonanie ćwiczenia:

a) próbka ze stali plastycznej

• wymiary pierwotne:

d_o = 30,25 mm S₀ = π·d_o²/4 = 718,32 mm²

L_o = 45 mm

• tabela pomiarów:

Lp	Siła F	ΔL	Siła F	σ = F/ S0	ε = ΔL/L
	[T]	[mm]	[kN]	[MPa]	-
1	0	0	0,000	0,000	0,000
2	2,500	0,300	24,525	-34,142	-6,667
3	5,000	0,440	49,050	-68,284	-9,778
4	7,500	0,510	73,575	-102,426	-11,333
5	10,000	0,580	98,100	-136,568	-12,889
6	12,500	0,640	122,625	-170,710	-14,222
7	15,000	0,680	147,150	-204,852	-15,111
8	17,500	0,730	171,675	-238,994	-16,222
9	20,000	0,780	196,200	-273,136	-17,333
10	22,500	1,700	220,725	-307,278	-37,778
11	25,000	2,100	245,250	-341,420	-46,667
12	27,500	2,550	269,775	-375,562	-56,667
13	30,000	3,070	294,300	-409,704	-68,222
14	32,500	3,600	318,825	-443,846	-80,000
15	35,000	4,200	343,350	-477,988	-93,333
16	37,500	4,900	367,875	-512,130	-108,889
17	40,000	5,700	392,400	-546,272	-126,667
18	42,500	6,600	416,925	-580,414	-146,667
19	45,000	7,400	441,450	-614,555	-164,444
20	47,500	8,300	465,975	-648,697	-184,444
21	50,000	9,300	490,500	-682,839	-206,667
22	52,500	10,300	515,025	-716,981	-228,889
23	55,000	11,200	539,550	-751,123	-248,889
24	57,500	12,400	564,075	-785,265	-275,556
25	60,000	15,000	588,600	-819,407	-333,333
26	62,500	16,000	613,125	-853,549	-355,556
27	65,000	17,000	637,650	-887,691	-377,778
28	67,500	17,500	662,175	-921,833	-388,889
29	70,000	18,000	686,700	-955,975	-400,000
30	72,900	19,000	715,149	-995,580	-422,222
31	75,000	20,000	735,750	-1024,259	-444,444
32	77,900	20,500	764,199	-1063,864	-455,556
33	80,000	21,000	784,800	-1092,543	-466,667

• wymiary próbki po osiągnięciu granicy plastyczności:

d_u = 41,1 mm

L_u = 26,7 mm

• obliczenia:
  
  

a_c=41,78%

b) próbka żeliwna:

• wymiary pierwotne:

d_o = 28,55 mm S₀ = π·d_o²/4 = 639,86 mm²

L_o = 44,9 mm

• tabela pomiarów:

Lp	Siła F	ΔL	Siła F	σ = F/ S0	ε = ΔL/L
	[T]	[mm]	[kN]	[MPa]	-
1	0	0	0,000	0,000	0,000
2	2,500	0,300	24,525	-38,329	-6,682
3	5,000	0,400	49,050	-76,658	-8,909
4	7,500	0,480	73,575	-114,987	-10,690
5	10,000	0,540	98,100	-153,316	-12,027
6	12,500	0,620	122,625	-191,645	-13,808
7	15,000	0,700	147,150	-229,974	-15,590
8	17,500	0,790	171,675	-268,303	-17,595
9	20,000	0,930	196,200	-306,632	-20,713
10	22,500	1,130	220,725	-344,961	-25,167
11	25,000	1,400	245,250	-383,290	-31,180
12	27,500	1,800	269,775	-421,619	-40,089
13	30,000	2,340	294,300	-459,948	-52,116
14	32,500	3,300	318,825	-498,277	-73,497
15	35,000	4,410	343,350	-536,606	-98,218
16	39,500	6,600	387,495	-605,598	-146,993

OBLICZENIA:

• zestawienie wyników pomiarów dla ściskania w tabeli:

Oznaczenia	Próbka			Własności
		Wymiary			Wytrzymałościowe				Plastyczne
		do	Lo	So	Fplc	σplc	Fc	σc	Lu	ac
		mm	mm	mm^2	kN	MPa	kN	MPa	mm	%
A	30,25	45	718,32	-600,863	-836,478	-	-	26,7	41,78
B	28,55	44,9	639,86	-	-	387,495		-	-

3.Wnioski:

Analizując wyniki, można spostrzec iż w wykonanej próbie dla materiałów plastycznych nie można mówić o wytrzymałości na ściskanie ponieważ próbka nie ulega całkowitemu zniszczeniu lecz odkształca się trwale ulegając skróceniu. Jeżeli zniszczenie będziemy rozumieć jako osiągnięcie odkształceń trwałych nie dopuszczalnych z punktu widzenia konstruktora, za wytrzymałość na ściskanie można przyjąć naprężenie odpowiadające granicy plastyczności

Próbka żeliwna pod wpływem siły została ścięta pod kątem 45° do płaszczyzny podstawy ponieważ w tej płaszczyźnie znajdują się największe naprężenia styczne.

-700,00

-600,00

-500,00

-400,00

-300,00

-200,00

-100,00

0,00

-200,00

-150,00

-100,00

-50,00

0,00

---