Wykonali: Marcin Radomski, Tomasz Sęk, Marcin Wasa	Wydział: MiIM, Metalurgia, IwTM	Prowadzący: Mgr inż. A. Bator
Temat : Statyczna próba rozciągania	Data wykonania:	Ocena: Podpis:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z wykresem jednoosiowego rozciągania oraz z metodami wyznaczania umownej granicy plastyczności. Poznajemy zasadę działania urządzenia rozciągającego i metody pomiaru charakterystycznych parametrów podczas tej próby.

Wykonanie ćwiczenia:

Do wykonania próby otrzymaliśmy dwie próbki. Próbki zostały przygotowane według normy PN-EN 10002-1+AC1:1998. Poniżej zamieszczone zostały wykresy przedstawiają one krzywe rozciągania próbek bez wyraźnej granicy plastyczności (1), oraz z wyraźną granicą plastyczności (2). W oparciu o wykres uzyskany podczas trwania doświadczenia należało wyznaczyć wartości określające własności wytrzymałościowe . Zalicza się do nich : górna granica plastyczności ReH , dolna granica plastyczności ReL , wytrzymałość na rozciąganie Rm , naprężenie rozrywające Ru . Po rozerwaniu próbki dokonaliśmy pomiarów , które pozwolą nam obliczyć własności plastyczne materiału . Są to : wydłużenie względne AP ( z jęz. ang. allocation - wydłużenie) , przewężenie Z . Na poniższych wykresach przedstawiono sposoby wyznaczania poszczególnych wielkości z wykresu rozciągania.

Wzory:

dla wydłużenia = 0,2 % długość odcinka x wynosi 100 mm (patrz wykresy)

podane wykresy są wykresami umownymi (tzn. wszystkie wielkości są porównywane do średnicy początkowej a nie chwilowej jak to ma miejsce w przypadku wykresu rzeczywistego.)

Objaśnienia:

Z- przewężenie [%]

K - wzmocnienie bezpośrednie

k- stała wzmocnienia bezpośredniego

- wydłużenie względne

x - przemieszczenie papieru [mm]

L - wydłużenie bezwzględne

A(p) - wydłużenie względne dla próbki p-krotnej [%]

ReH - górna granica plastyczności [MPa]

ReL - dolna granica plastyczności [MPa]

Rm - wytrzmałość na rozciąganie [MPa]

Ru- naprężenie rozrywające [MPa]

S0- przekrój początkwy próbki [mm2]

F (K) - siła , (K) - zależne od badanego parametru

Vp - prędkość papieru [cm/s2]

Vt - prędkość trawersy [cm/s2]

Pomiary:

Do pomiarów użyte zostały :

- próbka stalowa bez przewężenia (nie krotna):

prędkość trawersy V_t = 5 mm/min

prędkość papieru V_p = 50 mm/min

zakres sił F_max = 20 kN

baza próbki początkowa = 100 m

średnica początkowa 0 = 5,85 mm

baza próbki końcowa = 116 mm

średnica końcowa 1 = 3,2 mm

- próbka 11,3 Krotna wykonana wg PN-EN 10002-1+AC1:1998:

prędkość trawersy V_t = 5 mm/min

prędkość papieru V_p = 50 mm/min

zakres sił F_max = 50 kN

baza próbki początkowa = 100 mm

średnica początkowa 0 = 10,3 mm

baza próbki końcowa = 117,7 mm

średnica końcowa 1 = 5,8 mm

Obliczenia:

Stosując powyższe wzory obliczamy wielkości zestawione w tabelkach:

Próbka 1:

F0,2 [kN]	Fm [kN]	FU [kN]	FTOT [kN]	S0 [mm^2]	SU [mm^2]	R0,2 [Mpa]	Rm [Mpa]	RU [Mpa]	Z [%]	A100 [mm]
10,8	15,4	10	20	26,96	8,4	400,59	571,22	1190,4	45,39	16

Próbka 2:

FeH [kN]	FeL [kN]	Fm [kN]	FU [kN]	FTOT [kN]	S0 [mm^2]	SU [mm^2]	ReH [Mpa]	ReL [Mpa]	Rm [Mpa]	RU [Mpa]	Z [%]	A100 [mm]
31,8	30,5	39,5	26,5	50	78,97	26,40	402,68	386,2	500,19	1003,7	45,39	16

Wnioski:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z różnymi metodami badań własności mechanicznych materiałów. W czasie ćwiczenia wykonywaliśmy statyczną próbę rozciągania i na jej podstawie określaliśmy własności wytrzymałościowe i plastyczne badanej próbki.

Należy pamiętać iż na przykład w próbce o większej zawartości węgla spodziewać się należy lepszych własności wytrzymałościowych natomiast gorszych własności plastycznych.

Jak widać z tabel przedstawiających obliczenia i pomiary próbka pierwsza wykazuje większą odporność na rozciąganie, jaj wartość R_m jest o ok. 71 MPa większa niż drugiej próbki.

Również naprężenia rozrywające mogą wskazywać na to iż próbka pierwsza jest próbką wytrzymalszą gdyż wartość tego parametru jest blisko 190 MPa większa niż w próbce pierwszej. Wartości te mogą posłużyć przy doborze odpowiedniego materiału dla danej konstrukcji. Jeżeli potrzebujemy materiału który wykazywałby dużą wytrzymałość na rozciąganie to w naszym przypadku idealnym rozwiązaniem jest pierwsza próbka. Zupełnie innym podejściem, należy się kierować jeżeli nasza próbka miałaby pracować na zginanie wtedy jej duża wytrzymałość może stanowić problem gdyż powodować może pękanie.

W naszym przypadku obie próbki wykazują podobną wartość granicy plastyczność (wartość dla pierwszej próbki wyznaczona umownie), w pierwszej próbce pojawianie się wyraźnych pasm Lidersa - Czernowa rozpoczyna się co prawda wcześniej lecz „wyjście” ze stanu plastycznego przebiega w zbliżonych wartościach.

2

---