Statyczna próba rozciągania ocenia właściwości mechaniczne metali i stopów. Dzięki niej mamy

możliwość wyznaczenia wartości charakteryzujących właściwości wytrzymałościowe.

Metoda polega na poddaniu odpowiednio przygotowanej próbki działaniu siły rozciągającej

aż do zerwania.

Wartość naprężenia w poprzecznym przekroju próbki określa się umownie jako:

gdzie:

F – siła mierzona w [N],

A0 – początkowy przekrój kształtki, wyrażony w [mm2].

Wytrzymałość na rozciąganie R_m to naprężenie odpowiadające największej sile rozciągającej F uzyskanej w czasie próby rozciągania, odniesionej do

pierwotnego przekroju poprzecznego tej próbki.

Naprężenie zrywające to minimalne naprężenie potrzebne do zniszczenia znormalizowanej próbki z badanego materiału poprzez jej zerwanie. Obciążenie zrywające oznacza się jako R_u

Granica plastyczności to wartość naprężenia przy którym zaczynają powstawać nieodwracalne odkształcenia plastyczne. Za umowne kryterium do określenia tej granicy przyjmuje się trwałe odkształcenie względne równe 0,002. Pomiędzy granicą sprężystości a granicą plastyczności rozciąga się obszar częściowej sprężystości (lub częściowej plastyczności).

Przewężenie względne Z określane jest jako zmniejszenie pola powierzchni przekroju poprzecznego próbki w miejscu rozerwania odniesione do pola powierzchni przekroju początkowego:

Wydłużenie procentowe po rozerwaniu jest to trwałe wydłużenie długości pomiarowej po

rozerwaniu, wyrażone w procentach początkowej długości pomiarowej:

gdzie: Lu – długość pomiarowa po rozerwaniu [mm]; L0 – początkowa długość pomiarowa

Próbki

Zasady przygotowania próbek, przeprowadzenia badania oraz opracowanie wyników są precyzyjnie opisane w PN-EN 10002-1:2004.

Najczęściej stosowanymi próbkami są próbki o przekroju kołowym bądź prostokątnym, o krotności równej 5 lub 10, co oznacza, że długość odcinka pomiarowego L0 jest równa odpowiednio: pięciu lub dziesięciu średnicom próbki.

Aluminium:

Dane	Lu=47,5mm F02=11,2 kN Do=8,4mm L0=42mm S0=55,42mm Fm=11,73 kN Fu=8,21 kN Du=4,4mm Su=15,21mm
Szukane	Wzór
wytrzymalosc na rozciaganie	$$Rm = \frac{\text{Fm}}{\text{So}}$$
umowna granica plastycznosci	$$R02 = \frac{F02}{\text{So}}$$
naprezenia rozrywające	$$Ru = \frac{\text{Fu}}{\text{So}}$$
wzgledne przewężenie	$$Z = \frac{So - Su}{\text{So}}100\%$$
Wydłużenie procentowe po rozerwaniu	$$L = \frac{Lu - Lo}{\text{Lo}}100\%$$

Mosiądz:

Dane	Lu=50,7mm F02=18,7 kN Do=8,1mm L0=40,5mm Su=18,1mm Fm=20,8 kN Fu=17,04 kN Du=4,8mm So =51,53mm
Szukane	Wzór
wytrzymalosc na rozciaganie	$$Rm = \frac{\text{Fm}}{\text{So}}$$
umowna granica plastycznosci	$$R02 = \frac{F02}{\text{So}}$$
naprezenia rozrywające	$$Ru = \frac{\text{Fu}}{\text{So}}$$
wzgledne przewężenie	$$Z = \frac{So - Su}{\text{So}}100\%$$
Wydłużenie procentowe po rozerwaniu	$$L = \frac{Lu - Lo}{\text{Lo}}100\%$$

Stal:

Dane	Lu=57,9mm Fe=20,56 kN Do=8,1mm L0=40,5mm Su=15,9mm Fm=24,19 kN Fu=19,11 kN Du=4,5mm So=51,53mm
Szukane	Wzór
wytrzymalosc na rozciaganie	$$Rm = \frac{\text{Fm}}{\text{So}}$$
granica plastycznosci	$$Re = \frac{\text{Fe}}{\text{So}}$$
naprezenia rozrywające	$$Ru = \frac{\text{Fu}}{\text{So}}$$
wzgledne przewężenie	$$Z = \frac{So - Su}{\text{So}}100\%$$
Wydłużenie procentowe po rozerwaniu	$$L = \frac{Lu - Lo}{\text{Lo}}100\%$$

Wnioski:

Aluminium i mosiądz są materiałami bez wyraźnej granicy plastyczności, natomiast stal wykazuje wyraźną granicę plastyczności. Aluminium ma najsłabszą wytrzymałość na rozciąganie, natomiast najodporniejsza na takie działanie jest stal. Naprężenie rozrywające stali jest największe natomiast aluminium najmniejsze co pokrywa się z danymi dotyczącymi wytrzymałości na rozciąganie. Stal jako materiał najbardziej plastyczny charakteryzuje się także największym przewężeniem względnym.

Technologia materiałów

Inżynierskich

Lab.1 Statyczna próba rozciągania materiałów inżynierskich