Inżynieria Środowiska Stacjonarne III semestr |
Próba statyczna rozciągania metali | 10.11.2011r. |
|---|---|---|
| LP2 |
Wstęp teoretyczny
Statyczna próba rozciągania polega na osiowym rozciąganiu próbki odpowiednio ukształtowanej. Jest podstawową i najczęściej stosowaną próbą wytrzymałościową dostarczającą najwięcej materiału doświadczalnego.
Celem ćwiczenia jest poznanie metod badania twardości metali, nabycie umiejętności w określaniu twardości metali metodami Brinella, Rockwella i Vickersa oraz zapoznanie się z budową twardościomierzy używanych do pomiaru twardości wymienionymi metodami.
Próbka wykorzystana w badaniu to próbka okrągła z główkami do mocowania w szczękach, których kształty charakteryzuje PN-91/H-04310:
Obliczenia:
Obliczenie początkowej powierzchni przekroju poprzecznego próbki:
S0=πr02=$\frac{\text{πd}_{0}^{2}}{4}$=$\frac{{3,14*10}^{2}}{4}$=78,5*10-6 [m2]
Obliczenie powierzchni przekroju końcowego próbki:
Su=$\frac{\text{πd}_{u}^{2}}{4}$=$\frac{{3,14*8}^{2}}{4}$= 50,24*10-6 [m2]
Określenie wyraźnej granicy plastyczności:
Re=$\frac{F_{e}}{S_{0}}$=$\frac{{18,9*10}^{3}}{{78,5*10}^{- 6}}$=240,764*106 [Pa]
Określenie wytrzymałości na rozciąganie:
Rm=$\frac{F_{m}}{S_{0}}$=$\frac{{48,4*10}^{3}}{{78,5*10}^{- 6}}$= 616,561*106 [Pa]
Określenie naprężenia rozrywającego:
Ru=$\frac{F_{u}}{S_{u}}$=$\frac{{24,2*10}^{3}}{{50,4*10}^{- 6}}$=481,688*106 [Pa]
Wyznaczenie maksymalnego względnego wydłużenia próbek:
Ai=$\frac{L}{L_{o}}*100\%$=$\frac{{L - L}_{o}}{L_{0}}*100\%$= $\frac{8,73}{50}*100\%$=17,46%
L= 8,73 [mm]
Wyznaczenie względnego przewężenia Z:
Z=$\frac{S_{0 -}S_{u}}{S_{0}}*100\%$=$\frac{78,5 - 50,24}{78,5}*100\%$= 36%
Tabela pomiarów:
| Długość[mm] | Siła[N] |
|---|---|
| 1 | 800 |
| 2 | 1000 |
| 3 | 1300 |
| 4 | 1500 |
| 5 | 1800 |
| 6 | 2200 |
| 7 | 2600 |
| 8 | 3100 |
| 9 | 3700 |
| 10 | 4200 |
| 11 | 4800 |
| 12 | 5400 |
| 13 | 7300 |
| 14 | 8500 |
| 15 | 9700 |
| 16 | 11000 |
| 17 | 12300 |
| 18 | 13800 |
| 19 | 14900 |
| 20 | 15700 |
| 21 | 16400 |
| 22 | 17000 |
| 23 | 17900 |
| 24 | 18600 |
| 25 | 19400 |
| 26 | 20000 |
| 27 | 20600 |
| 28 | 21100 |
| 29 | 21600 |
| 30 | 21900 |
| 31 | 22300 |
| 32 | 22600 |
Uwagi i wnioski:
Podczas statycznej próby rozciągania powstał złom pośredni( rozdzielczy, wiązki).Złom ten powstaje w dwóch fazach. Na początku następuje odkształcenie plastyczne próbki i powstanie szyjki. Później następuje umocnienie materiału. Umocnienie to powoduje wzrost obciążenia, które doprowadzi do fizycznego zerwania próbki.
W przeprowadzonym przez nas ćwiczeniu próbki otrzymaliśmy złom pośredni. Wytrzymałość na rozciąganie badanej próbki wynosi 616,561MPa, zaś naprężenie rozrywające osiągnęło wartość równą 481,688MPa. Podczas wykonania ćwiczenia nastąpiły jednak pewne nieprawidłowości. Wynikały one z niedokładności przyrządów pomiarowych jak również samego odczytu wartości. Błąd, który wynika z faktu, iż osoba, która odczytywała wartość wydłużenia w jednostkach [mm] nie odczytywała wartości wskazywanej przez wskazówkę tylko sama przesuwała skalę. W związku z tym odczytana przez nas siła działająca na próbkę jest nieprawidłowa.
Literatura:
Bachmacz W.: Wytrzymałość materiałów. Badania doświadczalne. Skrypt Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1973.