LABORATORIUM WYTRZYMALOŚCI MATERIAŁÓW	IMIĘ I NAZWISKO: Robak Dawid
		NR. ĆWICZENIA: 1	DATA WYKONANIA: 30-09-1999		DATA ZALICZENIA:
TEMAT ĆWICZENIA: Statyczna próba rozciągania.	OCENA ZA SPRAWOZDANIE:		OCENA Z KOLOKWIUM ZALICZENIOWEGO:

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze statyczną próbą rozciągania.

OPIS TEORTYCZNY:

Statyczną próbę rozciągania możemy przeprowadzić na dwa sposoby:

1. z dokładnym pomiarem odkształcenia;

2. bez dokładnego pomiaru odkształcenia;

W celu wykonania poprawnej próby rozciągania, należy przeprowadzić ją zgodnie z normą. Norma ta mówi o doborze odpowiednich próbek oraz o doborze odpowiedniej prędkości rozciągania.

Prędkość rozciągania musi być tak dobrana, aby szybkość przyrostu wydłużenia względnego mieściła się w określonych granicach. Granice te wynoszą od 0,00025 do 0,0025
.

Próbę rozciągania można przeprowadzić na maszynie elektrycznej lub hydraulicznej, w których realizuje się:

-obciążenia cykliczne: obciążenia w których przyrost siły, przemieszczenia lub odkształcenia zmieniają się dowolnie, cyklicznie, np. cosinusoida);

-obciążenia statyczne: obciążenia w których przyrost siły, przemieszczenia, lub odkształcenia zmienia się w sposób stały);

Celem statycznej próby rozciągania jest wyznaczenie następujących wielkości:

1. granicy plastyczności: jest to naprężenie rozciągające w próbce przy osiągnięciu naprężenia w którym następuje wyraźny wzrost jej wydłużenia przy ustalonej lub nieco zmniejszonej sile rozciągania.

2. wytrzymałości na rozciąganie: jest to naprężenie normalne w próbce obliczone jako stosunek największej siły rozciągającej (
   ) uzyskanej podczas przeprowadzania próby do pola powierzchni przekroju początkowego próbki (
   )

3. umownej granicy plastyczności: jest naprężenie rozciągające wywołujące w próbce umowne wydłużenie trwałe, x = 2 %, czyli jest to wartość naprężenia odpowiadające 0,2 % wartości odkształcenia.

4. przewężenia: jest to stosunek zmniejszenia pola powierzchni przekroju poprzecznego próbki w miejscu zerwania do pola powierzchni jej przekroju początkowego wyrażony w %.

5. wydłużenia: jest to stosunek trwałego wydłużenia bezpośredniego próbki po rozerwaniu (ΔL) do długości początkowej (
   ) wyrażony w %.

%

6. wydłużenia równomiernego: jest to wydłużenie niezależne od długości początkowej próbki i mierzone poza obszarem wpływu przewężenia. Dla próbek okrągłych:

W trakcie wykonywania ćwiczenia musimy pamiętać o prawidłowym zamocowaniu próbki. Niewłaściwe zamocowanie próbki może powodować jej mimośrodowe rozciąganie i powstawanie dodatkowych naprężeń od zginania. We włóknach najbardziej obciążonych możliwe jest zatem pojawienie się pewnych stref uplastycznionych pomimo, że średnia wartość naprężenia w całym przekroju jest jeszcze mniejsza od granicy plastyczności.

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

Pomiarów dokonaliśmy na maszynie hydraulicznej o obciążeniu do 100 kN (100 ton). Próbę przeprowadziliśmy bez dokładnego pomiaru odkształcenia tzn. uzyskaliśmy dokładne wartości tylko na osi Y (naprężenia), natomiast wartości na osi X (odkształcenia) nie są dokładne z powodu występowania w maszynie luzów, ponieważ wydłużenie jest rejestrowane przez przesunięcie tłoczyska siłownika w wyniku czego jest ok. dwu, trzy-krotnie większe. W celu dokładnego pomiaru należałoby użyć tensometrów lub ekstensometrów.

W trakcie doświadczenia użyliśmy dwóch próbek:

1. próbka nr. 1:

-wymiary: 1,2 mm x 12 mm x 80 mm (
);

-materiał próbki: 40H stal wysokowęglowa;

-prędkość rozciągania próbki:0,1
;

Otrzymane wyniki:

-granica wytrzymałości na zerwanie: 1191 MPa (naprężenie dla max. siły);

-siła maksymalna:17,15 kN =
;

wydłużenie po zerwaniu: 83,9 mm;

-
;

-
= 0,04875%;

2. próbka nr. 2:

-wymiary: 4,2 mm x 16 mm x 15 mm (
);

-materiał próbki: 18G2A stal niskowęglowa;

-prędkość rozciągania próbki:0,03
;

Otrzymane wyniki:

-granica wytrzymałości na zerwanie: 576 MPa (naprężenie dla max. siły);

-siła maksymalna: 38,7 kN =
;

wydłużenie po zerwaniu: 22,2 mm;

-
;

-
= 0,48%;

WNIOSKI:

Próba rozciągania dla obu próbek przebiegała w zupełnie inny sposób.

W przypadku pierwszej próbki wydłużenie rosło bardzo wolno co można zaobserwować na wykresie. Zerwanie próbki nastąpiło bez widocznego przewężenia. Zniszczenie było gwałtowne z towarzyszącym mu hałasem. Na wykresie możemy zaobserwować brak wyraźnej granicy plastyczności, co świadczy o tym , że był to materiał mało plastyczny i kruchy.

W przypadku drugiej próbki widzimy, że wydłużenie rosło szybciej, można to zaobserwować porównując oba wykresy. Próbka uległa zniszczeniu z widocznym przewężeniem i charakterystycznym pocienieniem grubości próbki w miejscu zerwania. Zniszczenie przebiegało łagodnie bez towarzyszącego mu hałasu. Na wykresie widać wyraźną granicę plastyczności co świadczy o tym , że był to materiał bardziej plastyczny.

Na jakość przeprowadzenia próby bardzo duży wpływ mają warunki zewnętrzne, np. temperatura (jej podwyższenie powoduje początkowo wzrost
, następnie następuje spadek wartości
. W wyższych temperaturach
szybko spada), zamocowanie próbki, kształt próbki, prędkość rozciągania (ze wzrostem prędkości rozciągania następuje wzrost
).

---