Nr Zespołu:

Pilch Paweł Kucharski Dawid

Rok: II

Wydział:

GiG

ZOD Jaworzno

Temat ćwiczenia:

Nr: 3

Próba statyczna ścinania technologicznego

Data wykonania: 02.06.2012

Data oddania: 16.06.2012

Ocena:

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z praktycznym sposobem wykonania próby ścinania technologicznego oraz wyznaczenie doraźnej wytrzymałości na ścinanie badanego materiału. Ścinanie próbki rozumie się jako cięcie materiału przez siły tnące, o przeciwnych zwrotach, leżące w jednej płaszczyźnie. W przekrojach ścinanych elementów konstrukcyjnych z reguły równocześnie występują naprężenia styczne od sił tnących i normalne od momentów zginających. Nie jest to, zatem czyste ścinanie, lecz tak zwane ścinanie technologiczne.

Działanie ostrzy podczas ścinania technologicznego.

Wytrzymałość na ścinanie R₁
wyraża się ze wzoru:

gdzie:

P₁ - największa siła podczas ścinania,

S - pole powierzchni ścinanej.

gdzie:

d - średnica sworznia,

g - grubość próbki.

Wzór ten opiera się na założeniu równomiernego rozkładu naprężeń tnących w ścinanych przekrojach i pominięciu naprężeń normalnych. Wykorzystanie tego wzoru pozwoli wyznaczyć umowną wielkość naprężeń ścinających.

2. Maszyna wytrzymałościowa.

Do przeprowadzenia próby używa się maszyny wytrzymałościowej o napędzie hydraulicznym.

3. Przyrządy do ścinania technologicznego.

Przyrząd składa się z:

• korpusu

• wkręcanej tulei

• pręta dociskającego

• para: gniazdo - trzpień ścinający.

W korpusie osadzone jest gniazdo o średnicy odpowiadającej średnicy trzpienia ścinającego. Próbka umieszczana jest pomiędzy gniazdem i trzpieniem i przytrzymywana wkręcaną w korpus tuleją. W osi tulei jest pręt, który przenosi siłę obciążającą z prasy w trzpień ścinający.

4. Plan ćwiczenia.

Ćwiczenie polega na cylindrycznym ścięciu próbek na maszynie wytrzymałościowej i wyznaczenie doraźnej wytrzymałości na ścinanie technologiczne.

Schemat ścinania cylindrycznego.

5. Tok przeprowadzenia ćwiczenia.

• Mierzymy grubość przygotowanych ośmiu próbek. Pomiar wykonany został suwmiarką o dokładności odczytu …… mm.

• Mierzymy średnicę czterech sworzni ścinających. Pomiar wykonany został suwmiarką o dokładności odczytu …… mm.

• Każdym sworzniem ścinamy dwie próbki i odczytujemy maksymalne siły otrzymane przy ścinaniu.

6. Opracowanie wyników.

Lp	Grubość próbki g[mm]	Średnica sworznia d[mm]	Powierzchnia ścinania S[mm^2]	Największa siła P [kN]	Wytrzymałość na ścinanie R2[MPa]
1	6,0	16,0	301,6	4,4	14,6
2	6,0	16,0	301,6	5,2	17,2
3	6,0	21,0	395,8	8,6	21,7
4	6,0	21,0	395,8	8,6	21,7
5	6,0	26,0	490,1	11,4	23,3
6	6,0	26,0	490,1	11,6	23,7
7	6,0	31,0	584,3	14,4	24,6
8	6,0	31,0	584,3	14,8	25,3

7. Wnioski.

Wytrzymałość otrzymaną w powyższy sposób należy traktować jako wartość umowną dającą orientacyjną ocenę badanego materiału, a nie jako wytrzymałość tego materiału na czyste ścinanie. Wytrzymałość materiału na technologiczne ścinanie zależy nie tylko od własności wytrzymałościowych próbki, ale również od kształtu i wielkości przekroju ścinanego, wymiarów przyrządu i dokładności przylegania próbki. Z naszych spostrzeżeń wynika że próbka wykazuje najmniejszą wytrzymałość na ścinanie przy sworzniu o najmniejszej średnicy (16mm) a wytrzymałość w tym wypadku to 14,6 MPa. najmniejszą wytrzymałość na ścinanie przy sworzniu o najmniejszej średnicy. Sposób obciążenia próbki podczas próby ścinania wywołuje złożony stan naprężenia. Wzór, z którego obliczamy naprężenia ścinające opiera się na równomiernym rozkładaniu naprężeń tnących w ścinanych przekrojach i pominięciu naprężeń normalnych. Dla ścinania technologicznego założenie to jest dalekie od rzeczywistości, dlatego też jest to kolejny powód, dla którego określoną wytrzymałość traktujemy jako umowną. Z obserwacji możemy wnioskować, że zmieniając powierzchnie sworznia, który ścina naszą próbkę wartość wytrzymałości na ścinanie jest zbliżona do średniej gdyż wartość siły ścinającej rośnie proporcjonalnie do powierzchni ścinania. Możemy przypuszczać, więc, że każdy materiał ma swoją średnią wytrzymałość, która nie zmienia się, jeżeli zmienimy powierzchnię ścinania, ponieważ materiał może przenieść większą siłę, ale stosunek jej do powierzchni pozostaje „mniej więcej” stały. Wszelkie małe odchylenia w ćwiczeniu mogą być spowodowane niedokładnością naszych pomiarów i urządzeń, których użyliśmy do przeprowadzenia ćwiczenia (suwmiarka, niedokładność skali siłomierza).

1

P

P

P

P

---