ĆWICZENIE NR 4

STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z praktycznym sposobem przeprowadzania próby skręcania, z używanymi urządzeniami i przyrządami oraz interpretacją i opracowaniem wyników próby.

2. Definicja wyznaczników

- wyznaczenie wyraźnej granicy plastyczności:

$$R_{\text{es}} = k\frac{M_{e}}{W_{o}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ }\left\lbrack \text{Pa} \right\rbrack\ \text{lub}\ \lbrack\text{MPa}\rbrack$$

R_es− granica plastyczności

M_e-

W_o- wskaźnik wytrzymałości na skręcanie

k- współczynnik poprawkowy

- wyznaczenie wytrzymałości na skręcanie:

$$R_{\text{ms}} = k\frac{M_{s}}{W_{o}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ }\left\lbrack \text{Pa} \right\rbrack\text{lub}\ \lbrack\text{MPa}\rbrack$$

R_ms− wytrzymałość na skręcanie

M_s− moment skrętu

W_o− wskaźnik wytrzymałości na skręcanie

k− współczynnik poprawkowy

- wyznaczenie kąta skręcania przypadający na jednostkę długości próbki:

$$\varphi^{'} = \frac{\varphi}{L_{o}} = \frac{M_{s}}{GI_{o}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ }\left\lbrack \frac{\text{rad}}{m} \right\rbrack\ lub\ \lbrack\frac{\text{rad}}{\text{mm}}\rbrack$$

φ− miara odkształcenia przy skręcaniu jest kąt skręcania

L_o− promień

M_s− naprężenie statyczne

I_o− naprężenie statyczne

G- moduł sprężystości postaciowej materiału

- wyznaczenie kąta skręcania:

$$\varphi = \ \frac{M_{s}*l_{o}}{G*I_{0}}\ \ \ \ \ \ \ \lbrack rad\rbrack$$

M_s – naprężenie statyczne G – moduł sprężystości postaciowej materiału

ϕ- kąt skręcania

I₀ – naprężenie statyczne

-Odkształcenie względne to kąt odkształcenia postaciowego, który powstaje między pierwotnym położeniem dowolnej tworzącej próbki, a jej położeniem po skręcaniu:

$$\gamma = \frac{r}{l_{o}}*\varphi = r\varphi^{'}\ \ \ \ \ \ \ \lbrack rad\rbrack$$

γ- kąt odkształcenia postaciowego

r− promień przekroju poprzecznego próbki

l_o− długość próbki

φ− miara odkształcenia przy skręcaniu jest kąt skręcania

φ^′−kąta skręcania przypadający na jednostkę długości próbk

Obliczenia

Przeliczenie stopni na radiany $\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ φ}^{'} = \frac{\varphi}{l_{0}}$

Ms [kGm]	Ms [Nmm]	α ^o	ᵠ ^rad	ᵠ’[rd/mm]
0,1	500	1	0,017	0,0003035
0,2	1000	1	0,017	0,0003035
0,3	1500	1	0,017	0,0003035
0,4	2000	1	0,017	0,0003035
0,5	2500	1	0,017	0,0003035
0,6	3000	1	0,017	0,0003035
0,7	3500	1	0,017	0,0003035
0,8	4000	1,5	0,026	0,0004642
0,9	4500	2	0,034	0,0006071
1	5000	2	0,034	0,0006071
1,1	5500	2	0,034	0,0006071
1,2	6000	2,5	0,043	0,0007678
1,3	6500	2,5	0,043	0,0007678
1,4	7000	2,5	0,043	0,0007678
1,5	7500	2,5	0,043	0,0007678
1,6	8000	3	0,052	0,0009285
1,7	8500	3	0,052	0,0009285
1,8	9000	3	0,052	0,0009285
1,9	9500	3,5	0,061	0,0010892
2	10000	3,5	0,061	0,0010892
2,1	10500	3,5	0,061	0,0010892
2,2	11000	4	0,069	0,0012321
2,3	11500	4	0,069	0,0012321
2,4	12000	4	0,069	0,0012321
2,5	12500	4,5	0,078	0,0013928
2,6	13000	4,5	0,078	0,0013928
2,7	13500	5	0,087	0,0015535
2,8	14000	5	0,087	0,0015535
2,9	14500	5	0,087	0,0015535
3	15000	5,5	0,095	0,0016964
3,1	15500	6	0,1047	0,0018696
3,2	16000	6,5	0,1134	0,002025
3,3	16500	7	0,1221	0,0021803
3,4	17000	7,5	0,1308	0,0023357
3,5	17500	8	0,1396	0,0024928
3,6	18000	9	0,1570	0,0028035
3,7	18500	10	0,1745	0,0031160
3,8	19000	11,5	0,2007	0,0035839
3,9	19500	14	0,2443	0,0043625
4	20000	15	0,2617	0,0046732
4,1	20500	20	0,3490	0,0062321
4,2	21000	32	0,5585	0,0099732
4,3	21500	50	0,8726	0,0155821
4,4	22000	65	1,1344	0,0202571
4,5	22500	78	1,3613	0,0243089

[rad/mm]

[rad]

3. Wykres

4. Wnioski

Badana próbka (Stal automatowa A10) posiada wyraźną granicę plastyczności . Próbę prowadzono aż do całkowitego zniszczenia, które nastąpiło przy 0.5585 rad. Na powierzchni próbki można było zauważyć wyraźne linie śrubowe, stwierdzamy, że skręcanie było równomierne.