Łukasz Murawski

Gr. 3 L-5 WM2

R.A. 2004/2005

Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego nr 1

1.Wstęp

Wykonanie ćwiczenia polegało na wykonaniu prób wytrzymałościowych różnych materiałów budowlanych i wyznaczeniu określonych wielkości fizycznych.

2.Próba zwykła rozciągania stali.

W próbie tej wyznaczyliśmy cztery podstawowe wielkości stali miękkiej. Badanie zostało przeprowadzone w maszynie firmy Amsler.

Wyraźną granicą plastyczności nazywamy wartość naprężenia, przy której bez wzrostu obciążenia następuje duży przyrost odkształceń. Obliczamy ją ze wzoru:

Poddawaliśmy rozciąganiu próbkę metalu o średnicy d_o = 16 mm. Pierwsze cofnięcie wskazówki siłomierza, charakteryzujące początek zakresu płynięcia plastycznego stali, nastąpiło przy sile F_e =58,5 kN, a więc wyraźna granica plastyczności wynosi:

Wytrzymałość na rozciąganie jest to stosunek największej siły uzyskanej w czasie próby niszczącej rozciągania do pola przekroju próbki, zmierzonego przed obciążeniem. W doświadczeniu uzyskaliśmy silę F_m = 88,75 kN, więc Wytrzymałość ta wynosi:

Wydłużenie względne po zerwaniu wyznaczyliśmy na bazie równej pięciokrotnej średnicy próbki. W naszym przypadku baza jest równa L_o = 80 mm, zaś długość bazy po wydłużeniu L_u = 109,5 mm, zatem wydłużenie względne po zerwaniu równa się:

Przewężenie względne po zerwaniu wyznaczyliśmy mierząc średnice końców próbek po zerwaniu. Wynoszą one odpowiednio: d_u1 = 10 mm, d_u2 =10,3 mm, zatem wartość średnia d_u = 10,15 mm. Przewężenie wynosi więc:

3.Wyznaczenie współczynnika sprężystości podłużnej przy rozciąganiu osiowym.

Obciążenie [kN]	Odczyty na tensometrach [μm]
		1	2
Fo = 2	4,1	4,3
F1 = 12	17,6	15,8
ΔF = 10	ΔL1 = 13,5	ΔL2 = 11,5
	ΔL = 0,5(ΔL1 + ΔL2) = 12,5

Współczynnik sprężystości podłużnej dotyczy zakresu, gdzie stosuje się prawo Hooke`a. Badanie wykonaliśmy przy użyciu tensometru. Próbkę obciążano kolejno siłą 2 i 12 kN.

Moduł Younga możemy wyznaczyć z poniższego wzoru:

4. Próba ściskania metali.

W próbie zwykłej ściskania stali miękkiej określa się tylko wyraźną granicę plastyczności. Przy pierwszym zatrzymaniu i cofnięciu wskazówki siłomierza odczytujemy wartość siły, która w naszym przypadku wynosi F_ec = 76 kN, zaś pole przekroju przy d_o = 20 mm jest równe 3,14 cm². Wyraźna granica plastyczności wynosi więc:

Ze wzrostem obciążenia zmienia się kształt próbki - próbka ulega sprasowaniu nie rozdzielając się.

5. Próba wytrzymałości betonu.

Badanie wytrzymałości na ściskanie przeprowadziliśmy na próbkach w kształcie kostek sześciennych o boku 10 cm. Powierzchnia przekroju próbki wynosi 100 cm². Podczas badania otrzymaliśmy największą silę równą F_c = 280 kN. Zatem wytrzymałość na ściskanie wynosi:

Przeliczenie dla kostki sześciennej o boku 15 cm (typ ”B”):

Beton jest przedstawicielem materiału kruchego, czego dowodem jest fakt iż uległ on znacznemu wykruszeniu podczas badania.

6. Próby ściskania drewna.

Drewno jest materiałem ortotropowym. Wykonaliśmy badania wytrzymałości na ściskanie próbek z drewna dębowego i sosnowego. Wytrzymałość w kierunku promieniowym wykonaliśmy na próbce dębowej 2x2x3 cm, o polu przekroju równym 6 cm². Otrzymaliśmy wartość siły F^r_c = 6,5 kN, zatem wytrzymałość ta równa się:

Wytrzymałość na ściskanie wzdłuż włókien dla sosny wynosi przy maksymalnej sile F_c^l = 26,7 kN, dla pola przekroju poprzecznego równego A_o = 4 cm²:

Widać zatem, że wytrzymałość drewna w kierunku równoległym do włókien jest wielokrotnie większa niż w kierunku poprzecznym. Przy ściskaniu wzdłuż włókien występują podłużne pęknięcia lub ścięcia wzdłuż ukośnych płaszczyzn, zaś przy ściskaniu prostopadłym do włókien występują najczęściej ogólne zniszczenia struktury wewnętrznej (prasowanie próbki).