1. CEL I TEMAT ĆWICZEŃ.

TEMAT: Wytrzymałość tworzyw konstrukcyjnych.

Wytrzymałość materiałów to nauka zgłębiająca proces odkształcania i niszczenia ciał pod wpływem oddziaływań nazywanych obciążeniami. Podczas używania materiałów konstrukcyjnych w praktyce, ulegają one różnym odkształceniom ze względu na działające na nie siły zewnętrzne.
Skutkiem działania tych sił są:
*rozciąganie
*ściskanie
*skręcanie
*wyboczenie
*zginanie
*ścinanie.

CEL ĆWICZEŃ:

Zbadanie wytrzymałości materiałów konstrukcyjnych poprzez próbę wytrzymałościową przy użyciu poszczególnych próbek oraz urządzenia, a następnie opracowanie wyników próby.

1. SCHEMAT BLOKOWY I OPIS STANOWISKA BADAWCZEGO PRACY. PARAMETRY.

Mierzymy długość i szerokość

początkową próbki

Umieszczamy pierwszą próbkę w szczękach

uchwytów zrywarki. Ustawiamy ruch roboczy

i przeprowadzamy rozciąganie próbki aż do

zerwania

Mierzymy długość i szerokość

pomiarową próbki po rozerwaniu

Próbę rozciągania została wykonana na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej o napędzie mechanicznym, której schemat pokazano na rysunku 1. Zasada pracy maszyny jest następująca: silnik elektryczny poprzez układ przekładni uruchamia obracającą się nakrętkę. Nakrętka wprawia w ruch śrubę pociągową (2), która przemieszcza dolny uchwyt szczękowy (5). Próbka zamocowana w uchwytach jest rozciągana. Górny uchwyt (8) połączony jest poprzez układ dźwigni z dźwignią uchylną siłomierza, na której znajduje się obciążnik (12).

 

Rys. 1. Maszyna wytrzymałościowa używana do próby rozciągania: 1 – korpus maszyny, 2 – śruba, 3 – nastawnik, 4 – korba, 5 – uchwyt szczękowy, 6 – przyciski sterownicze, 7 – badana próbka, 8 – uchwyt szczękowy, 9 – układ dźwigniowy, 10 – tarcza siłomierza, 11 – rejestrator, 12 – wymienny obciążnik, 13 – listwa pomiarowas

 

 

Jego ciężar decyduje o zakresie pomiarowym. Obciążniki oznaczone są A, B, C, tak samo jak odpowiadające im skale na tarczy siłomierza. Wychylenie dźwigni siłomierza jest przenoszone poprzez układ zębatek na wskazówkę siłomierza i na pisak rejestratora. Kąt obrotu bębna rejestratora jest proporcjonalny do wydłużenia próbki. W ten sposób uzyskuje się wykres siły rozciągającej w funkcji wydłużenia próbki.

Sterowanie maszyną odbywa się za pomocą przełącznika oraz przycisków (6). Przełącznik służy do ustawienia wybranego rodzaju ruchu spośród następujących:

–        ruch manewrowy (szybki),

–        ruch roboczy,

–        napęd ręczny.

Rozciąganie z napędem ręcznym odbywa się za pomocą korby (4) obracanej w lewo.

1. ROZPOZNANIE TWORZYW KONSTRUKCYJNYCH

1 próba – aluminium

2 próba – miedź

3 próba – mosiądz

4 próba – stal

Aluminium – glin o czystości technicznej, zawierający różne ilości zanieczyszczeń, zależnie od metody otrzymywania. Jego gęstość wynosi 2,7 g/cm³, ma barwę srebrzystobiałą ,odporny jest na korozję ma dużą przewodność cieplną oraz elektryczną.

Miedź - jest ciągliwym i kowalnym metalem o czerwonym połysku, stanowi najlepszy, po srebrze, przewodnik ciepła i elektryczności. Jest mniej szlachetna od srebra i złota - w wilgotnym powietrzu pokrywa się patyną. 

Mosiądz - stop miedzi i cynku, zawierający do 40% cynku. Mosiądz ma kolor pomarańczowożółty, przy mniejszych zawartościach cynku zbliżający się do naturalnego koloru miedzi. Stop ten jest odporny na korozję, ciągliwy, łatwy do obróbki plastycznej. Posiada dobre właściwości odlewnicze. W niektórych zastosowaniach jego wadą jest stosunkowo duża gęstość (8,4-8,7 g/cm³).

Stal – stop żelaza z węglem, plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie, o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,11%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie. Ma połysk metaliczny tak jak miedź oraz ma barwę srebrną.

1. KRZYWA ROZCIĄGANIA (INTERPRETACJA KRZYWYCH, WYZNACZANIE PARAMETRÓW WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH, PRACA)

Podsumowanie:

Badane próby wykazały, że najbardziej wytrzymałym, spośród badanych tworzyw konstrukcyjnych jest mosiądz, natomiast najmniej aluminium.

1. WNIOSKI

Celem ćwiczenia było zbadanie wytrzymałości materiałów konstrukcyjnych (aluminium, miedź, mosiądz, stal) poprzez próbę wytrzymałościową przy użyciu poszczególnych próbek oraz stosownego urządzenia.

Wykonane zadanie umożliwiło nam określenie właściwości wytrzymałościowych i plastycznych badanych materiałów. Badania wykazały, że spośród wybranych materiałów, największą odpornością na rozciąganie charakteryzuje się mosiądz, zaś najmniejszą aluminium.

Z wykresów dowiedzieliśmy się, że każde ciało pod wpływem działających na nie zbyt dużych obciążeń ulega zniszczeniu (po przekroczeniu granicy sprężystości). Od samego początku próby, każde z materiałów uległo odkształceniu trwałemu.

Za pomocą określenia wytrzymałości materiałów, możemy określić ich dopuszczalne obciążenie oraz dobrać odpowiednie tworzywo do naszych potrzeb.