Wydział: MiIMIII rok |
Imię i Nazwisko:1. Bartosz Janda 2. Bartosz Sońta |
Prowadzący:mgr inż. A. Bator |
Specjalność MOC |
Temat ćwiczenia: A: Statyczna próba rozciągania. B: Analiza procesu ciągnienia. |
Zaliczenie: |
Nr ćwiczenia 1 |
Data: |
1. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia było zbadanie zachowania się stali podczas próby rozciągania, zapoznanie się z wykresem jednoosiowego rozciagania oraz z metodami wyznaczania umownej granicy plastyczności.
Statyczna próba rozciągania.
Ćwiczenie przeprowadziliśmy korzystając z urządzenia pomiarowego typu “INSTRON 1196” z wykorzystaniem eksonometru elektronicznego, w którym prędkość przesuwu trawersy Vt = 5 mm/min, prędkość przesuwu papieru Vp.= 50 mm/min, zakres siły rozciągającej F wynosił 050 kN, stała wzmocnienia bezpośredniego k= Vp/Vt = 10, stała wazmocnienia pośredniego K=2500, baza pomiarowa ekstensometru Lo=25 mm. Jako materiał do badań użyliśmy próbki ze stali niskowęglowej o następujących parametrach: średnica d0=9,88 mm, pole powierzchni przekroju S0=76,66 mm2, baza pomiarowa l0=100 mm; po zerwaniu próbki jej parametry wnosiły odpowiednio: du=5,9 mm, lu=126,8 mm, Su=27,33 mm2. Próbka została zamocowana w uchwytach urządzenia pomiarowego. Na niej umocowaliśmy ekstensometr. Wyłączyliśmy go po przekroczeniu granicy plastyczności i sprężystości. W oparciu o otrzymany wykres z wyraźną granicą plastyczności wyznaczyliśmy wartości określające własności wytzrymałościowe: ReH – górna granica plastyczności, ReL – dolna granica plastyczności, Rm – wytrzymałość na rozciąganie, Ru – naprężenie rozrywające. Po zerwaniu próbki dokonaliśmy pomiarów umożliwiających nam wyznaczenie wartości określających własności plastycznych materiału tzn.: Z – przewężenia procentowego przekroju, A – wydłużenia procentowego pzrekroju po zerwaniu próbki.
a) obliczenia wielkości określających własności wytzrymałościowe metalu:
Górna granica plastyczności: ; gdzie: FeH=23 kN – wartość odczytana z wykresu S0=76,66 mm2 – pole powiezrchni przekroju próbki
Dolna granica plastyczności: ; gdzie: FeL=22,6 kN – wartość odczytana z wykresu S0=76,66 mm2 – pole powiezrchni przekroju próbki
Wytrzymałość na rozciąganie: ; gdzie: Fm=35,6 kN – wartość odczytana z wykresu S0=76,66 mm2 – pole powiezrchni przekroju próbki
Naprężenie rozrywające: ; gdzie: Fu=26 kN – wartość odczytana z wykresu S0=76,66 mm2 – pole powiezrchni przekroju próbki
b) obliczenia wielkości określających własności plastyczne metalu:
Wydłużenie procentowe po rozerwaniu próbki:
; gdzie : lu=126,8 mm – długość bazy pomiarowej po zerwaninu próbki l0=100 mm – długość bazy pomiarowej przed zerwaniem próbki
Przewężenie procentowe przekroju próbki: ; gdzie : SU=27,33 mm2 – pole powierzchni przekroju próbki po zerwaniu S0=77,6 mm2 – pole powierzchni przekroju próbki przed zewaniem
Analiza procesu ciągnienia.
2. Przebieg ćwiczenia: Proces ciągnienia pzreprowadziliśmy na ciągarce ławowej. Próbki użyte podczas ćwiczenia wykonane były ze stali zwykłej jakości o średnicy początkowej d0. Ćwiczenie polegało na ciągnieniu trzech prętów, odpowiednio z gniotami 10%, 20% i 30% oraz nastepnie poddaniu próbie jednoosiowego rozciągania.
Parametry procesów: Zakres stosowanych sił: F=(020kN) Prędkość trawersy: Vt=5 mm/min Prędkość papieru: Vp=50 mm/min Wzmocnienie pośrednie: k= Vp/Vt = 10 Stała wzmocnienia bezpośredniego: K=2500 Baza pomiarowa ekstensometru: l0=25 mm
3. Obliczenia i wyniki: Wytrzymałość na rozciąganie: ; Naprężenie rozrywające: ; Wydłużenie procentowe po rozerwaniu próbki: ; Przewężenie procentowe przekroju próbki: ; Gniot: ; X ; gdzie: =0,2%;
Próbka |
d0 [mm] |
dU [mm] |
l0 [mm] |
lU [mm] |
x (0,2) |
SU [mm2] |
S0 [mm2] |
R(0,2) [MPa] |
Z [%] |
A [%] |
Rm [MPa] |
RU [MPa] |
Nr 1 bez gniotu |
5,98 |
4,0 |
100 |
103,5 |
125 |
12,6 |
28 |
55 |
3,5 |
671,4 |
1063,5 |
|
Nr 2 z 10% gniotem |
5,65 |
3,8 |
100 |
103,4 |
11,3 |
25 |
54,8 |
3,4 |
668 |
1044,3 |
||
Nr 3 z 20% gniotem |
5,32 |
3,6 |
100 |
103,3 |
10 |
22,2 |
54,9 |
3,3 |
680,2 |
1090 |
||
Nr 4 z 30% gniotem |
4,97 |
3,45 |
100 |
103,2 |
9,3 |
19,4 |
52,06 |
3,2 |
716,5 |
1096,7 |
wartości dU i d0 są wartościami średnimi wyciągniętymi z trzech pomiarów; próbka nr 1 nie była odkształcana i jej gniot wynosi 0%, była poddana badaniu na wytrzymałość na rozciąganie w celach porównawczych;
4. Wykresy: