WNiG		Tomasz Wójtowicz Sebastian Wójtowicz			Rok II				Zespół 4
Wytrzymałość materiałów ćwiczenia laboratoryjne.			Temat: Próba statyczna ścinania technologicznego.				Ćwiczenie nr 4
Data wykonania	Data oddania			Zwrot do poprawki		Data odd.		Data zalicz.		Ocena

Wstęp teoretyczny.

Przedstawione ćwiczenie dotyczy praktycznego sposobu wykonania próby ścinania technologicznego oraz wyznaczenia doraźnej wytrzymałości na ścinanie badanego materiału. Ścinanie próbki rozumiane jest jako cięcie materiału przez siły tnące o przeciwnych zwrotach, leżące w tej samej płaszczyźnie tnącej. Taki warunek spełniony mógłby być jedynie przez dwa nieskończenie cienkie ostrza które w czasie ścinania nie powodowałyby rozsunięcia sił tnących i tym samym wytworzenia w próbce pary sił wywołujących w niej naprężenia zginające. W przekrojach ścinanych elementów konstrukcyjnych występują równocześnie naprężenia styczne od sił tnących oraz naprężenia normalne od momentów zginających. Ścinanie wykonywane w tym ćwiczeniu nie jest więc ścinaniem czystym lecz technologicznym. Wyznaczenie doraźnej wytrzymałości próbki na ścinanie która również wywołuje złożony stan naprężenia otrzymujemy z wzoru:

[MPa]

gdzie:

P₁- największa siła podczas próby ścinania

S- pole powierzchni ścinanej

Pole powierzchni występujące w powyższym wzorze obliczamy:

gdzie:

d- średnica sworznia

g- grubość próbki

Wzór ten opiera się na założeniu równomiernego rozkładu naprężeń tnących w ścinanych przekrojach i pominięciu naprężeń normalnych. Założenie to dla ścinania technologicznego jest dalekie od rzeczywistości. Wytrzymałość na technologiczne ścinanie określone tym wzorem zależy nie tylko od własności wytrzymałościowych materiału próbki ale także od kształtu i wielkości przekroju ścinanego, wymiarów przyrządu i dokładności przylegania próbki.

Do przeprowadzenia próby używa się maszyny wytrzymałościowej o napędzie hydraulicznym, w której ruch roboczy realizuje się poprzez ruch silnika który porusza pompę wytwarzającą ciśnienie oleju w cylindrze. Olej pod ciśnieniem działa na tłok który powoduje poruszenie dolnej płyty, a wytworzona w cylindrze siła poprzez pręty jest również przenoszona na płytę górną, a następnie na próbkę.

Ustawienie płyty następuje ruchem manewrowym. Płytę ustawiamy na odpowiedniej wysokości umożliwiającej wstawienie próbki pomiędzy płyty i włączamy napęd pompy rozpoczynając tym samym ruch roboczy maszyny.

Pomiaru wielkości siły działającej na próbkę dokonuje specjalny system hydrauliczno-mechaniczny, którego najważniejszym elementem jest cylinder pomiarowy hydraulicznie połączony z cylindrem roboczym. Siła działająca na tłok w cylindrze powoduje odpowiednie, proporcjonalne do siły wychylenie wskazówki siłomierza.

Opracowanie wyników.

Lp.	Grubość próbki g [mm]	Średnica sworznia d [mm]	Powierzchnia ścinana S[mm^2]	Największa siła P [N]	Wytrzymałość na ścinanie R [N/mm^2=MPa]
1. 2.	6 6	16 16	301,44 301,44	5200 5800	17,25053079 19,24097665
3. 4.	6 6	21 21	395,64 395,64	9500 7100	24,01172783 17,94560712
5. 6.	6 6	26 26	489,84 489,84	8800 11200	17,96504981 22,86460885
7. 8.	6 6	31 31	584,04 584,04	13500 11700	23,11485515 20,03287446

Pomiarów dokonujemy poprzez ścięcie ośmiu próbek o grubości g= 6 [mm]

Pole powierzchni ścinanej obliczamy ze wzoru:

S₁= 3,14*16*6= 301,44 [mm²]

S₂= 3,14*21*6= 395,64 [mm²]

S₃= 3,14*26*6= 489,84 [mm²]

S₄= 3,14*31*6= 584,04 [mm²]

Wytrzymałość materiałów na ścinanie wyznaczamy ze wzoru:
[MPa]

Wytrzymałość na ścinanie dokonywane sworzniem o średnicy: d=16 [mm]

Wytrzymałość na ścinanie dokonywane sworzniem o średnicy: d=21 [mm]

Wytrzymałość na ścinanie dokonywane sworzniem o średnicy: d=26 [mm]

Wytrzymałość na ścinanie dokonywane sworzniem o średnicy: d=31 [mm]

Wioski.

Wytrzymałość otrzymaną w powyższy sposób należy traktować jako wartość umowną dającą orientacyjną ocenę badanego materiału, a nie jako wytrzymałość tego materiału na czyste ścinanie. Wytrzymałość materiału na technologiczne ścinanie zależy nie tylko od własności wytrzymałościowych próbki , ale również od kształtu i wielkości przekroju ścinanego, wymiarów przyrządu i dokładności przylegania próbki.

---