ZAJĘCIA Z LABORATORIUM MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH- ĆWICZENIE ZE STATYCZNEJ PRÓBY ROZCIĄGANIA STALI NISKOWĘGLOWEJ

W statycznej próbie rozciągania rozciąga się odpowiednio wykonany pręt o przekroju okrągłym. W czasie próby rejestruje się zależność przyrostu długości próbki od wielkości siły rozciągającej.

Wytrzymałość na rozciąganie Rm to naprężenie odpowiadające największej sile rozciągającej F uzyskanej w czasie próby rozciągania, odniesionej do pierwotnego przekroju poprzecznego tej próbki:

Przedmiotem statycznej próby rozciągania jest doświadczalne wyznaczenie charakterystyki materiałowej oraz określenie jednej lub kilku podstawowych parametrów materiałowych a mianowicie:

- moduł sprężystości podłużnej ( tzw. Moduł Younga) E [MPa],

- umowna granica sprężystości R0,05 [MPa],

- umowna granica plastyczności R0,2 [MPa],

- wyrażna granica plastyczności Re [MPa] (wyznaczamy wówczas, gdy

materiał ją wykazuje),

- górna i dolna granica plastyczności ReH [MPa] i ReL [MPa] (wyznaczamy wówczas , gdy materiał je wykazuje),

-granica wytrzymałości doraźnej (wytrzymałość materiału) Rm [MPa],

-naprężenie rozrywające Ru [MPa],

-wydłużenie względne Ap [%],

-wydłużenie równomierne Ar [%],

-przewężenie względne Z [%].

W naszym ćwiczeniu rozciągniemy wycinek pręta stalowego o przekroju kołowym. Próbę rozciągania przeprowadza się na maszynach wytrzymałościowych ze ściśle określoną prędkością odkształcenia. Dla materiałów o module sprężystości podłużnej większym niż 150 000 MPa prędkość przyrostu powinna wynosić o. 6-30 MPa/sek.

W wyniku przeprowadzonej próby statycznego jednoosiowego rozciągania otrzymuje się wykres przestawiający zależność między obciążeniem P, a przyrostem długości pomiarowej rozciąganej próbki ∆L.

Wyniki z przeprowadzonych na ćwiczeniach pomiarów zestaw w tablicy 2a ,2b i 2c

Tablica 2a.

Lp. próbki	Oznaczenie stali	Wymiary próbki
		d0
		mm
1	St3S	12

Tablica 2b

Lp. próbki	Oznaczenie stali	Właściwości mechaniczne
		FeH
		KN
1	St3S	38,00

Tablica 2c

Lp. próbki	Oznaczenie stali	Właściwości plastyczne
		Lu10
		mm
1	St3S	182,mm

Moduł Younga (E) – inaczej moduł odkształcalności liniowej albo moduł sprężystości podłużnej (w układzie jednostek SI) – wielkość określająca sprężystość materiału.

• Wyraża ona, charakterystyczną dla danego materiału, zależność względnego odkształcenia liniowego ε materiału od naprężenia σ, jakie w nim występuje w zakresie odkształceń sprężystych.

Obliczeń modułu Younga dokonujemy:

Tangens nachylenia krzywej (σ-ε) w początkowym liniowym odcinku. Do wykonania należy wybrać punkty leżące w zakresie <0,25F0,2;0,75F0,2> i aproksymować je linią prostą przy pomocy metody najmniejszych kwadratów [3]. Następnie obliczyć:

E =∆σ/∆ε

►ReH=FeH/S0 oraz ReL=FeL/ S0 – górna i dolna granica plastyczności [MPa],

►Rm=Fm/S0 –wytrzymałość na rozciąganie [MPa],

►Z=[1-(du/do)²] 100% - przewężenie,

►Ap= {(lu-l0)/L0} 100 / L0 [%] - wydłużenie względne gdzie indeks „p”

oznacza wskaźnik wielokrotności próbki L0/d0

Piśmiennictwo:

1. Notatki z zajęć WST w Katowicach: Dr inż. Kazimierz Konieczny

2. BADANIE WŁASNOŚCI MATERIAŁU W JEDNOOSIOWEJ PRÓBIE ROZCIĄGANIA- Materiały z zajęć Politechniki Świętokrzyskiej: autor nieznany

3. Statyczna próba ściskania materiałów kruchych: Paweł Kamiński- AGH Kraków