NOWOCZESNE MATERIAŁY BUDOWLANE

(laboratorium)

SPRAWOZDANIE

Temat: Statyczna próba rozciągania i ściskania metali.

Skład sekcji:

1.

2.

3.

4. Budownictwo mieszkaniowe

5. Studia II stopnia

6. Tryb niestacjonarny

7. Semestr I, Rok I

Pod kierunkiem:

dr inż. Katarzyna Łuczak

Spis treści:

Cel doświadczenia - rozciąganie

Przedmiotem statycznej próby rozciągania jest doświadczalne wyznaczenie charakterystyki materiałowej oraz określenie kilku podstawowych parametrów materiałowych.

Badanie przeprowadzamy na próbkach o przekroju kołowym, kwadratowym, sześciokątnym lub płaskim. Długość części pomiarowej próbki jest wielokrotnością jej średnicy; zazwyczaj L₀=5d₀.

Przeprowadzenie oznaczenia - rozciąganie

• Badanie przeprowadzamy na próbce stalowej (stal S230) o przekroju kołowym, gdzie:

d=10mm

S₀=78,5 mm²

L=250mm

L₀=100mm

Rysunek 1. Próbka stalowa.

• Próbę przeprowadza się w maszynie wytrzymałościowej ze ściśle określoną prędkością.

• W wyniku przeprowadzonej próby statycznego rozciągania otrzymuje się wykres przedstawiający zależność między obciążeniem F, a przyrostem długości pomiarowej rozciąganej próbki ∆L.

F_max=36,29 kN

Rysunek 2. Wykres rozciągania stali.

Tabela 1. Wymiary próbki przed badaniem.

Próbka	Oznaczenie stali	Średnica d0	Pole powierzchni przekroju początkowego S0	Długość (zakres pomiarowy) L0
nr		mm	mm^2	mm
1	S230	10	78,5	100

Oznaczenie właściwości mechanicznych stali

Tabela 2. Właściwości mechaniczne.

Próbka	Oznaczenie stali	Granica wytrzymałości Rm	Naprężenie rozrywające Ru	Górna granica plastyczności RH	Wyraźna granica plastyczności Re
nr		MPa	MPa	MPa	MPa
1	S230	$$\frac{F_{m}}{S_{0}} = \frac{36,29}{0,0000785} = 462,29MPa$$	$$\frac{F_{u}}{S_{u}} = \frac{21,00}{0,0000282} = 744,68MPa$$	$$\frac{F_{H}}{S_{0}} = \frac{12,00}{0,0000785} = 152,87MPa$$	$$\frac{F_{e}}{S_{0}} = \frac{25,15}{0,0000785} = 320,38MPa$$

Oznaczanie właściwości plastycznych stali

Tabela 3. Właściwości plastyczne.

Próbka	Oznaczenie stali	Wydłużenie względne A	Przewężenie względne Z
nr		%	%
1	S230	$$A = \frac{L_{u} - L_{0}}{L_{0}} \bullet 100\% = \frac{162 - 100}{100} \bullet 100\% = 62\%$$	$$Z = \frac{S_{0} - S_{u}}{S_{0}} \bullet 100\% = \frac{78,5 - 28,2}{78,5} \bullet 100\% = 63\%$$

Cel doświadczenia – ściskanie

Przedmiotem statycznej próby ściskania, podobnie jak przy rozciąganiu jest doświadczalne wyznaczenie charakterystyki materiałowej oraz określenie kilku podstawowych parametrów materiałowych.

W tym doświadczeniu przeważnie stosuje się próbki walcowe. Średnica próbki d₀ musi być niewiele mniejsza od jej wysokości h, aby nie nastąpiła utrata stateczności w postaci wyboczenia podczas jej ściskania.

Przeprowadzenie oznaczenia –ściskanie

• Badanie przeprowadzamy na próbce stalowej (stal S230) o przekroju kołowym, gdzie:

d=10,05mm

h=14,96mm

Rysunek 3. Szkic próbki.

• Próbę przeprowadza się w maszynie wytrzymałościowej ze ściśle określoną prędkością.

• W wyniku przeprowadzonej próby statycznego ściskania otrzymuje się wykres przedstawiający zależność między obciążeniem F, a skróceniem długości pomiarowej ściskanej próbki ∆h.

F_max=92,11 kN

Rysunek 4. Stal – ściskanie.

Obliczenie skrócenia

Rysunek 5. Szkic odkształcenia próbki.

Skrócenie obliczamy korzystając ze wzoru: $\frac{h_{0} - h_{u}}{h_{0}} \bullet 100\% = \frac{14,96 - 7}{14,96} \bullet 100\% = 53\%$