Akademia Techniczno- Humanistyczna

w Bielsku- Białej

Wydz. BMiI

Semestr 4

Sprawozdanie

ĆWICZENIE NR 3

TEMAT: Próba ścisła rozciągania metali.

Cel ćwiczenia:

• wyznaczenie modułu sprężystości podłużnej (modułu Younga)

• wyznaczenie odkształceń występujących w próbce przy danym obciążeniu

• wyznaczenie umownej granicy plastyczności

1. Przebieg ćwiczenia:

• sprawdzenie maszyny wytrzymałościowej

• zmierzenie średnicy próbki w 3 miejscach na długości pomiarowej

• założenie próbki w uchwyty (szczęki) maszyny i obciążyć siłą wstępną (2000N),

• założenie na próbkę tensometru mechanicznego

• obciążenie próbki siłą większą o 1000N i odczyt odkształceń, aż do wartości siły 8000 N.

• następnie obciążenie próbki wyższymi wartościami sił i odciążanie do 2000N, oraz odczyt wskazań tensometru

• przy sile 11 600 N zerwanie próbki

1. Tensometr mechaniczny:

Składa się z dwóch ostrzy stałych i dwóch ostrzy zamocowanych obrotowo na osiach. Podczas rozciągania próbki ostrze obraca się wokół osi powodując obrót kółka zębatego, a więc wskazówki, która pokazuje na skali wydłużenie bezwzględne długości pomiarowej próbki.

1. Umowna granica plastyczności R_0,2 jest to takie naprężenie, które wywołuje w próbce trwałe wydłużenie równe 0,2 % jej początkowej długości

$$R_{0,2} = \frac{F_{0,2}}{S}$$

F_0,2=10 565 N

S=19,661 mm²

$$R_{0,2} = \frac{10565}{19,661} = 537,358\ MPa$$

1. Tabela wyników pomiaru dla próby obciążania:

Lp.	Siła obciążająca F[N]	σ=$\frac{F}{S}$ [Mpa]	Δσ [Mpa]	Wskazania tensometru	Δε1 [% ]	Δε2 [% ]	Δεśr
				Lewego a [mm]	Prawego b [mm]
1	2000	101,7	-	0	0
2	3000	152,6	50,9	0,015	0,015	0,00015	0,00015
3	4000	203,4	50,8	0,03	0,03	0,00015	0,00015
4	5000	254,3	50,9	0,041	0,039	0,00011	0,00009
5	6000	305,2	50,9	0,051	0,049	0,0001	0,0001
6	7000	356,0	50,8	0,063	0,061	0,00012	0,00012
7	8000	406,9	50,9	0,079	0,082	0,00016	0,00021
Średni przyrost naprężenia	50,87				Średnie	0,000134

1. Tabela wyników przy próbie obciążania i odciążania

Lp.	Siła obciążająca F [N]	Wskazania tensometru	Średnie wskazanie	Odkształcenie trwałe Ɛ [%]
		lewego	prawego
1	9000 odciążane do 2000N	0	0,001	0,0005
2	9500 odciążane do 2000N	0,0095	0,01	0,00975
3	10000 odciążane do 2000N	0,045	0,049	0,047
4	10500 odciążane do 2000N	0,171	0,185	0,178
5	10600 odciążane do 2000N	0,22	0,234	0,227

1. Moduł Young’a

Jest to stosunek naprężenia do odpowiadającego mu wydłużenia, czyli:

$$E = \frac{srednie\ \ \ \text{Δσ}_{sr}}{{srednie\ \ \text{Δε}}_{sr}} = \frac{50,87\ MPa}{0,000134} = 3,8\ \bullet 10^{5}\text{\ MPa}$$

Wnioski:

• Wykres rozciągania dla tej próbki z stali jest w pewnym obszarze liniowy co świadczy o materiale sprężysto- plastycznym oraz o wyraźnym module Young’a,

• Wydłużenie próbki o 0,2 % nastąpiło przy obciążeniu siłą 10600N co wskazuje na umowną granicę plastyczności przy tym obciążeniu danego materiału, która wyniosła 537,4 MPa,

• Uzyskany moduł Young’a odpowiedni dla typowej stali St3