AKADEMIA GÓRNICZO - HUTNICZA

im. STANISŁAWA STASZICA

W KRAKOWIE

Laboratorium z wytrzymałości materiałów.

WYDZIAŁ GÓRNICZY	Temat: Próba statyczna rozciągania metali.	Data wykonania: 22.04.1998 r.		Grupa: II
Budownictwo III rok	Rafał Stawiarski Mariusz Tenus	Ocena:	Zespół: III

Temat ćwiczenia:

Próba statyczna rozciągania metali.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie ze sposobem przeprowadzenia próby statycznego rozciągania oraz ocena charakteru wykresu rozciągania.

Próba rozciągania należy do często stosowanych prób wytrzymałościowych.

2. Maszyna wytrzymałościowa.

Próba statyczna rozciągania wykonana została na maszynie wytrzymałościowej o napędzie mechanicznym. Siła rozciągająca odczytana została z wskaźnika zegarowego, wydłużenie próbki przymiaru liniowego, zaś urządzenie samopiszące wykonało wykres rozciągania. Jednostkowe wydłużenie odczytano z tensometru mechanicznego, który zamocowany został na próbce za pomocą dwóch pary ostrzy.

3. Wykres rozciągania.

Podczas rozciągania badaną próbkę poddaje się działaniu jednoosiowego obciążenia. Wykres zarejestrowany podczas próby na rejestratorze odwzorowuje przebieg rozciągania w układzie siła wydłużenie.

Na wykresie rozciągania można wyróżnić kilka podstawowych punktów:

• Granica proporcjonalności. Jest to naprężenie, do którego występuje proporcjonalność naprężenia do wydłużenia jednostkowego.

[MPa]

• Granica sprężystości. Zdefiniowano ją jako wartość naprężenia rozciągającego, które wywołuje wydłużenie trwałe równe 0.05% pierwotnej długości pomiarowej próbki.

[MPa]

• Wyraźna granica plastyczności. Jest to naprężenie rozciągające, po osiągnięciu którego obserwuje się wyraźny wzrost rozciąganej próbki bez wzrostu obciążenia.

[MPa]

• Umowna granica plastyczności. Określa się ją jako wartość naprężenia rozciągającego, które wywołuje w próbce wydłużenie trwałe równe 0.2% pierwotnej długości pomiarowej próbki.

[MPa]

• Wytrzymałość na rozciąganie. Jest to naprężenie rozciągające, przy którym siła obciążająca uzyskuje maksymalną wartość.

[MPa]

• Naprężenie rozrywające. Jest to naprężenie występujące w przekroju poprzecznym próbki w miejscu przewężenia, w chwili jej rozerwania.

[MPa]

4. Określenie własności plastycznych.

Do oceny własności plastycznych materiału, rozumianych jako zdolność do trwałych odkształceń, służy wydłużenie względne A₁₀ oraz przewężenie względne Z .

[%]

[%]

gdzie:

l₀ - początkowa długość pomiarowa,

l_u - długość pomiarowa po zerwaniu,

d₀ - średnica początkowa próbki,

d_u - średnica próbki po próbie w miejscu zerwania.

5. Tok przeprowadzenia ćwiczenia.

• Pomiar wymiarów próbki i umieszczenie jej w maszynie wytrzymałościowej.

• Ustalenie znacznika na listwie pomiarowej.

• Obciążanie próbki na napędzie ręcznym, aż do zniszczenia.

• Odczytywanie wydłużenia jednostkowego z tensometru mechanicznego.

• Odczytanie siły niszczącej, położenie znacznika względem listwy.

6. Opracowanie wyników.

Zastawienie pomiarów.

Nr	Siła [daN]	[10^-2 mm]	[10^-2mm]	Wydłużenie [10^-2 mm]
1	100	0	0	0
2	200	0	0	0
3	300	0	0,5	0,5
4	400	0	1	1
5	500	0,5	1	0,75
6	600	0,5	1,3	0,9
7	700	0,5	2	1,25
8	800	0,75	2,1	1,425
9	900	0,75	2,5	1,625
10	1000	1	3	2
11	1100	1	3,2	2,1
12	1200	1,3	3,6	2,45
13	1300	1,8	4,2	3
14	1400	2,2	4,6	3,4
15	1500	2,8	5,2	4
16	1600	3,2	5,8	4,5
17	1700	4	6,3	5,15
18	1800	4	7	5,5
19	1900	5	7	6
20	2000	6	8	7
21	2100	6	8	7
22	2200	7	9	8
23	2300	7	10	8,5
24	2400	8	10	9

D_o = 10,4 [mm]

L₀ = 181 [mm]

D_u = 6,1 [mm]

L_u = 215,8 [mm]

P_m..= 3460 [daN]

P_H = 2442,35 [daN]

P_el = 2510,19 [daN]

P_eH =2578,03 [daN]

P_u = 2700 [daN]

P_0,05=2476,27 [daN]

Przekrój początkowy
[mm² ]

Przekrój końcowy
[mm²]

Granica proporcjonalności
[MPa]

Górna granica plastyczności
[MPa]

Dolna granica plastyczności
[MPa]

Umowna granica sprężystości
[MPa]

Wydłużenie względne

Przewężenie względne

Wytrzymałość na rozciąganie

Naprężenia rozrywające
[MPa]

Moduł Younga
10⁵ [MPa]

7. Wnioski:

W wyniku przeprowadzonego ćwiczenia laboratoryjnego otrzymaliśmy kilka wielkości, które cechują dany materiał, które możemy porównać z wartościami tablicowymi, zakładając że nasza stal to stal węglowa klasy od St 3S do St 5.

Dana wielkość	Wartości tablicowe	Moje wartości
Rm. [MPa]	380 - 600	407,5
Re ]MPa]	220 - 300	295,6
E [10^5MPa]	1,8 -2,1	1,49
A10 [%]	17 - 23	19,22

Jak widać z powyższej tabeli i przy uwzględnieniu naszego założenia nasze wartości mieszczą się w wartościach tablicowych. Chcąc zacieśnić nasze porównanie, do naszych wartości najbardziej zbliżona jest stal St 4S.

P

ΔL

P_H

P_0.25

P_e

P­_u

P_m

---