AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA

im. Stanisława Staszica w Krakowie

WYDZIAŁ METALI NIEŻELAZNYCH

Metalurgia

Gr. 2

14.11.2014

Urządzenia w Przeróbce Plastycznej

Temat: Pomiar tensometryczny .

Wykonali

Miłosz Wojciech Zabrocki

Cyprian Tomasiewicz

Mateusz Węgrzyn

1. Wstęp teoretyczny

• Naprężenie średnie w jednej kolumnie

σ = $\frac{F}{4A}$

gdzie: F – siła procesu odczytana z manometru, A – średnie pole przekroju kolumny

• Względna zmiana oporu w funkcji odkształcenia tensometru

$$\frac{R}{R} = kE$$

gdzie: k – stała (czułość) tensometru, Ɛ– odkształcenie, ∆R – zmiana oporu, R – rezystancja początkowa tensometru

• Prawo Hooke’a

σ = E *  E

gdzie: σ – naprężenia, E – moduł sprężystości podłużnej, Ɛ – odkształcenie

• Średnia średnica kolumn prasy – na podstawie średnic 4 kolumn

$$\text{Dsr} = \frac{D1 + D2 + D3 + D4}{4}$$

gdzie: Dśr – średnia średnica kolumn prasy; D1, D2, D3, D4 – średnice kolumn 1 – 4

1. Cel ćwiczenia

Pomiar naprężeń w kolumnach prasy hydraulicznej o pionowym działaniu

1. Stanowisko pomiarowe

1. Przebieg pomiaru

• Średnice kolumn w pięciu punktach pomiarowych

Tabela 1

• wartości względnej zmiany oporów tensometru, przyklejonego do kolumny 1

• pomiar względnej zmiany oporu tensometru (ΔR/R) przy zmianie nacisku od 0 kN do 2000 kN dla kolumny 1

• zmiana oporu tensometrów przyklejonych do kolumn 1 i2 podczas procesu spęczania dla trzech różnych prędkości ruchu suwaka.

1. Opracowanie wyników pomiaru

Część I:

• obliczenia dotyczące naprężenia σ_k dla podanych wartości siły w kolumnie 1 i2

$$\sigma k = \frac{F}{A}$$

gdzie: F- siła procesu odczytana z monometru, A- pole przekroju kolumny

$$Ak1 = \frac{\pi d^{2}}{4} = \frac{3,14*{0,1015}^{2}}{4} = 8,09*10^{- 3}\text{\ \ }m^{2}$$

d=101.5 mm=0,1015 m

$$Ak2 = \frac{\pi d^{2}}{4} = \frac{3,14*{0,1013}^{2}}{4} = 8,06*10^{- 3}\ m^{2}$$

D=101,3 mm=0,1013 m

$$\sigma k1 = \frac{500}{8,09*10^{- 3}} = 61804,69\frac{\text{kN}}{m^{2}} = 61,8MPa$$

$$\sigma k1 = \frac{1000}{8,09*10^{- 3}} = 123,61MPa$$

$$\sigma k1 = \frac{1500}{8,09*10^{- 3}} = 185,41MPa$$

$$\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ σ}k2 = \frac{500}{8,06*10^{- 3}} = 62,03MPa$$

$$\sigma k2 = \frac{1000}{8,06*10^{- 3}} = 124,07MPa$$

$$\sigma k2 = \frac{1500}{8,06*10^{- 3}} = 186,1MPa$$

• wyznaczyć średnia wartość średnicy kolumny prasy (na podstawie pomiarów 4 kolumn – wzór 4) i obliczyć naprężenia σ_śr dla podanych wartości siły (wzór 1)

• wykresy naprężenia σ_k1, σ_k2 i σ_śr w funkcji siły F.

Część II:

• skalowanie pomiaru tensometrycznego – wykres zależności ΔR/R w funkcji naprężenia σ – przy założeniu, że kolumny jednakowo przenoszą obciążenie (dla D_śr),

• wyznaczyć wartości odkształcenia dla podanych wartości sił procesu, wykorzystując wcześniej wykonane skalowanie oraz prawo Hooke’a,

• wykonać wykres zależności naprężenia σ_śr w funkcji odkształcenia ε.

Część III:

• stopień odkształcenia kolumn 1 i 2 wyznaczony ze wzoru 2 w trakcie procesu ściskania materiału (k = 2,15),

• wartości naprężeń w kolumnach prasy 1 i 2 obliczona z prawa Hooke’a (wzór 3)Przyjąć wartość modułu sprężystości podłużnej dla stalowych kolumn równy 210 GPa,

• wykonać wykresy zależności naprężenia w badanych kolumnach prasy od siły nacisku stempla – σ_k = f(F) – dla wyznaczonych z pomiaru tensometrycznego wartości naprężeń,

• ykresy zależności naprężenia w funkcji odkształcenia w badanych kolumnach – σ_k = f(ε)

.

1. Analiza wyników i wnioski