WYTRZK7, WY�SZA SZKO�A IN�YNIERSKA


POLITECHNIKA OPOLSKA

Wydzia Budownictwa

Rok akademicki 1999/2000

SPRAWOZDANIE Z WICZENIA

W LABORATORIUM

WYTRZYMAOCI MATERIA�W

wiczenie nr 7

Temat : Badanie wasnoci reologicznych metali :

- pr�ba na pezanie .

KATARZYNA KONOWSKA

GR.3

1. CEL WICZENIA.

Celem wiczenia jest:

2. CZ TEORETYCZNA:

Pezaniem nazywamy zjawisko polegajce na wyduaniu si w miar upywu czasu niezmiennie obcionej pr�bki w staej temperaturze. Granica pezania jest to warto staego obcienia, podzielonego przez pocztkowe pole przekroju pr�bki, kt�re po upywie okrelonego czasu dziaania w danej temperaturze spowoduje trwae wyduenie pr�bki o pewn okrelon warto.

Wytrzymao na pezanie jest to warto staego obcienia, podzielonego przez pocztkowe pole przekroju, kt�re po upywie okrelonego czasu w danej temperaturze spowoduje zerwanie pr�bki. Dla wikszoci materia�w w temperaturach normalnych naprenia wywoujce pezanie s wiksze od napre wywoujcych granic plastycznoci w pr�bach doranych. W miar podwyszania temperatury obnia si zar�wno granica plastycznoci jak i granica pezania. Dlatego przy konstruowaniu element�w maszyn pracujcych w podwyszonych temperaturach o stosowaniu bezpiecznych wartoci napre decyduje pezanie ,a nie granica plastycznoci.

Sporzdzajc wykres pezania (rys.1),mona stwierdzi, e kad krzyw cechuj trzy dajce si wyodrbni okresy.

l I II III

0x01 graphic

Czas t

Okres I cechuje malejca prdko pezania, w okresie II prdko pezania jest staa, okres III wykazuje gwatowny wzrost prdkoci pezania, a do zniszczenia pr�bki.

W zastosowaniu praktycznym najwiksze znaczenie maj okresy I i II, poniewa bezpieczna eksploatacja urzdze moe by prowadzona tylko w tych dw�ch okresach.

3. PRZEBIEG PR�BY:

Wielkoci wiczeniowe

Wedug PN-76/H-04330

* PEZARKA

ZSE 2/6 -1200

* TEMP. BADANIA

T = 873 K (600oC)

* PR�BKA

Materia : stal 1H18N9T

rednica nominalna : d0 =10mm

Dugo pomiarowa : l0 =100mm

Granica plastycznoci : ReT=190 MPa

Re = 294 MPa

Rm = 606 MPa

* ZAWARTOCI PIERWIASTK�W

0.05 % C, 1.47 % Mn, 0.32 % Si, 17.5 % Cr, 9.5 % Ni, 0.18 % Cu, 0.33 % Ti, pozostay pierwiastek to elazo. Jest to stal wysokostopowa, bardzo droga, aroodporna i kwasoodporna; stosowana do budowy aparatury chemicznej i urzdze elektrowni, np. turbiny parowe.

Pezarka

ZSE 2/6-1200

Badania proces�w reologicznych przeprowadza si w specjalnych urzdzeniach zwanych pezarkami,o schemacie dziaania pokazanym poniej.

0x01 graphic

Pr�bk 1 umieszcza si w specjalnej komorze 2(piecu) umoliwiajcej przeprowadzenie dowiadczenia w odpowiednich temperaturach. Stae obcienie statyczne pr�bki realizuje si przez zesp� ciar�w 3 przenoszonych za porednictwem dwigni 4.Temperatura w piecu kontrolowana jest za pomoc termopar. Wyduenie pr�bki przekazywane jest za pomoc rurek kwarcowych, umieszczonych w uchwytach mocujcych, na czujnik zegarowy.

Tabela pomiar�w

Nr
pr�bki

Obcienie
P [N]

Naprenie
s [MPa]

Czas
tR1 [h]

Odksztacenie
trwae etR1*

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

11000
11250
11500
11750
12000
12500
13000
13500
13700
14000
15000
15500
16000

140.48
143.68
146.87
150.06
153.26
169.64
166.03
172.41
174.97
178.80
191.57
197.96
204.34

1000
901
245
258
155
90
86
81
29
18
5.2
2
1

0.01

S 170700

S 2180.07

S 2871.2

* Odksztacenie odpowiadajce granicy pezania etR1 = 1%

* Granica plastycznoci Rc=190 [MPa]

4. OBLICZENIA:

Wyznaczenie granicy pezania Rx/T/t

gdzie: x -umowna warto wzgldnego wyduenia

trwaego w %,

T -temperatura w oK,

t -czas w godzinach.

Wartoci dowiadzczlne szukanej funkcji R1/T/t

w ukadzie p�logarytmicznym ukadaj si wok� prostej typu:

0x01 graphic

gdzie : 0x01 graphic

0x01 graphic

Wsp�czynniki a i b wyznacza si metod najmniejszych kwadrat�w:

0x01 graphic

0x01 graphic

Zestawienie oblicze statystycznych

Nr pr�bki

Yi

Yi2

Xi

Xi2

XiYi

(Xi-Yi)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

140.48
143.68
146.87
150.06
153.26
159.64
166.03
172.41
174.97
178.80
191.57
197.99
204.34

19734.63
20634.94
21570.80
22518.00
23488.63
25484.92
25565.96
29725.21
30614.50
31969.44
36748.90
39188.16
41754.84

3.00
2.95
2.39
2.41
2.19
1.93
1.95
1.90
1.46
1.25
0.72
0.3
0

9.00
8.70
5.71
5.80
4.79
3.72
3.80
3.61
2.13
1.56
0.52
0.09
0

421.44
423.86
351.02
361.64
335.64
308.11
323.76
327.58
255.46
223.50
137.93
59.39
0

0.5625
8.1225
39.438
7.0225
18.404
13.1769
10.24
71.9104
1.8225
0.3249
2.7889
1.3995
1.9720

S.2180.1

S 370999

S 22.45

S 49.43

S 3529.33

S 177.17

Otrzymujemy:

a = 205,7443

b = -22,0042

Celem stwierdzenia, czy prost regresji mona stosowa oblicza si wsp�czynnik korelacji .

0x01 graphic

Podstawiajc dane liczbowe otrzymamy:

r =-1,017"-1

Istnieje idealna korelacja ujemna, co oznacza, e wzrost jednej zmiennej pociga za sob spadek drugiej.

Znajc wartoci a i b moemy wyznaczy odchylenia standardowe Sa ,Sb tych wielkoci na podstawie wzor�w:

0x01 graphic

Sy2 =19,9734

0x01 graphic

0x01 graphic

Wartoci estymator�w wynosz:

Sa2 =2,5335[Mpa] ! Sa=1,5917 [MPa]

Sb2 =0,1742[MPa] ! Sb=0,4174 [MPa]

Funkcja granicy pezania ma posta:

R1/T/873= 205,7443-22,0042 x [MPa]

Uwzgldniajc wartoci estymator�w Sa ,Sb oraz wsp�czynniki a i b krzywa regresji ma posta

y=(205,7443�1,5917)-(22,0042�0,4174) x

Granica pezania dla okrelonych czas�w:

100 h R1/100/873=184,36 [MPa]

1000 h R1/1000/873=162,56 [MPa]

10000 h R1/10000/873=118,96 [Mpa]

5. WNIOSKI:

Pomimo tego, e wyznaczenie granicy pezania oparte zostao tylko na jednej serii pr�bek, otrzymana granica pezania zostaa okrelona w miar poprawnie. W celu uwiarygodnienia wynik�w naleaoby uwzgldni kolejne serje bada, zmniejszajc tym samym warto bdu. Wyznaczona funkcja granicy pezania jest bardzo przydatna w zrozumieniu zjawiska pezania oraz pomocna przy projektowaniu wszelkich element�w konstrukcyjnych pracujcych pod dziaaniem staego obcienia w podwyszonych temperaturach. Jak wida z wykresu, zjawisko pezania zdecydowanie wpywa na obnienie granicy plastycznej. Na przykadzie badanego materiau, jakim bya stal 1H18N9T widzimy ,e granica plastycznoci w temperaturze T=873K wynosi ReT=190 MPa.

Wyznaczona krzywa pezania pozwala okreli czas przydatnoci danego elementu, po przekroczeniu kt�rego naley element wymieni.Jest to bardzo wana informacja zar�wno dla konstruktora jak i uytkownika, kt�ra powinna by kategorycznie przestrzegana w celu uniknicia awarii.


0x01 graphic
Wykres funkcji pezania R 1/t/873



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
RIMPLER szkoa
Geodezja wysza skrypty
Szkoa jako organizacja, pedagogika
RIMPLER szkoa
SZKOA
P Kaleta W obronie czci biskupa Piotra Wysza Zamach Mroczka z Łopuchowa na biskupa Wojciecha Jastr
werber bernard szkoa bogw 01 szkoa bogw
Geodezja wysza zad
wysza 4 w MOJE

więcej podobnych podstron