1. Próby statyczne rozciągania metali σ = F/S0 - wartość napręż normalnego przy osiowym rozciąganiu ε = ΔL/L0 - wydłużenie względne σ = E*ε - prawo Hooke'a Wykres rozciągania stali miękkiej (gatunki stali, głównie niskowęg- lanowe, które charakteryzuje m.in. wyraźna granica plastyczności); Granice: proporcjonalności (Rh) - największa wartość naprężenia, przy której obowiązuje jeszcze prawo Hooke'a; sprężystości(Rs) - n.w.n., przy której pręt po odciążeniu powraca do pierwotnych wymiarów; wyraźna g. plastyczności (Re) - w.n., przy której bez wzrostu obciążenia następuje duży przyrost odkształceń; wytrzyma- łości (Rz) - stosunek największej siły uzyskanej w czasie próby roz. do pola przekroju próbki zmierzonego przed obciążeniem; zerwania (Rz) - stosunek siły zmierzonej w chwili zerwania próbki do p.p.p.z. p.o.; naprężenie rozrywające (Ru) - stosunek siły zmierzonej w chwili zerwania próbki do p.p.p.z. w szyjce po zerwaniu; Granice umowne: proporcjonalności - w.n. σ = Rh, przy której spełniona jest zależność Et = 2/3*E (Et - moduł styczny, równy tg nachylenia do osi ε stycznej w punkcie o rzędnej; sprężystości - w.n. σ = Rs, przy której odkształcenie plastyczne εpl = 0,05%; plastyczności - w.n. σ = Re, p.k.o.p. εpl = 0,2%; Wydłużenie względne po zerwaniu - Ap = [(Lu - L0)/L0]*100%; mamy próbki proporcjonalne 5-krotne (L0 = 5* d0) i 10-krotne Przewężenie względne po zerwaniu - Z = [(S0 - Su)/S0]*100%; Moduł Kirchhoffa - G = E/[2*(1+ν)] 2. Próby statyczne ściskania materiałów konstrukcyjnych W. na ściskanie - stosunek największej siły uzyskanej w próbie niszczącej ściskania do pola przekroju próbki zmierzonego przed obciążeniem Rc = Fc/S0; w. przy ściskaniu są większe niż przy roz- ciąganiu; zniszczenie - podział próbki na co najmniej 2 części; złomy - rozdzielczy, poślizgowy i mieszany; nie określamy w. Na ściskanie i g. plastyczności dla materiałów plastycznych (ciągli- wych), a dla stali miękkiej określamy tylko g. plastyczności; Próbki do ś. metali: walce o średnicach d0 = 10, 20, 30 mm; h0 = x* d0, gdzie x = 1,5 dla prób zwykłych, x = 3 do prób ścisłych bez pomiaru E, x = 10 do pomiaru E Granice umowne: takie jak przy rozciąganiu, tylko dla u.g. sprę- żystości εpl = 0,01%; Próbki do ś. drewna: kierunek równoległy (podłużny) - S0 = 4 cm2 prostopadły (poprzeczny - styczny lub promieniowy) - S0 = 4 cm2; W. na ściskanie: dla równoległego stosunek największej siły do S0, dla prostopadłego jest to w.n.ś., przy którym Et = 2/3*E. 3. Próba zginania Próbka: drewniana beleczka o wymiarach 20*20*300 mm, ustawiona tak, by siła działała stycznie do włókien; l = 240 mm, 4. Próba skręcania 5. Próby statyczne twardości metali Twardość - odporność materiału na odkształcenia plastyczne podczas działania obciążenia skupionego. 1 N = 0,102 kG. 5.1. Metoda Brinella. Wgłębnikiem jest kulka z twardej stali lub węglików spiekanych; średnice kulek: 1, 2, 2.5, 5, 10 mm. siła w N Prawo podobieństwa Kicka - przy zastosowaniu do badań twardości (tego samego materiału) kulek o różnych średnicach D, i dobraniu obciążenia tak, by za każdym razem kąt wciskania ϕ był taki sam (odciski geometrycznie podobne), uzyskujemy tę samą wartość HB. K = 30, 15, 10, 5, 2.5, 1.2, 1 5.2. Metoda Vickersa. Wgłębnikiem jest diamentowy ostrosłup foremny o podstawie kwadratowej i kącie między przeciwległymi ściankami α = 136°; α odpowiada średniemu kątowi wciskania kulki w metodzie Brinella. 5.3. Metoda Rockwella. Wgłębnikiem jest diamentowy stożek o kącie wierzchołkowym 120° (skala twardości C) lub kulka o średni- cy 1/16'' z bardzo twardej stali (skala twardości B). 0,002 - zagłębienie odpowiadające jednostce t. Rockwella Skala C HRC = 100 - h ÷ 0,002 F0 = 98,1 N F1 = 1373 N Skala B HRC = 130 - h ÷ 0,002 F0 = 98,1 N F1 = 882,6 N 6. Próby udarności Udarność - skłonność materiału do kruchego pękania. Próbki (wymiary w mm): l = 55, L = 40, a = 10, b = 10, 7.5, 5; głębokości karbów: U - 2, 3, 5; V - 2, 45°, r = 0,25 KC = K ÷ S0 [J/cm2] np. KCU2 = KU2 ÷ S0 K = G*(H - h) G - ciężar głowicy wahadła, H - pocz. wys. głowicy, h - koń.w.g 7. Tensometria elektrooporowa w pomiarach odkształceń ε = (1*ΔR) ÷ (k*R) k = 1,9÷2,4 R = 50÷600 Ω 1 Prawo Kirchhoffa - suma prądów dopływających do węzła jest równa sumie prądów odpływających; 2 Prawo Kirchhoffa - w każ- dym obwodzie zamkniętym suma spadków napięć jest równa zero. 7.1. Metoda zerowa. W środku rysunku nie ma żadnej literki; na górze po lewej czujnik czynny Rc + ΔR, po prawej cz. kompensa- cyjny Rk i opór regulowany Rr = ΔR (doprowadzenie, przed każdym odczytem, rozstrojonego mostka do równowagi oraz redukcja wpły- wu zmian temperatury otoczenia na uzyskiwane odczyty); (Rc + ΔR) ÷ (Rk + Rr) = R3 ÷ R4 = 1; mostek wcześniej zrównowa- żony będzie dalej w równowadze tylko wtedy, gdy cz. kom. będzie: takim samym cz. jak cz. czynny; naklejony na taki sam materiał jak cz. czynny; znajdować się w pobliżu cz. czynnego dla zapewnienia jednakowych warunków otoczenia. Wyznaczanie stałych materia- łowych przy osiowym rozciąganiu E = ΔP ÷ (Δε1,2*A0); ν = - Δε3,4 ÷ Δε1,2; G = E/[2*(1+ν)]. Badanie odkształceń i naprężeń przy mimośrodowym rozciąganiu (rozciąga od strony 5 cz.) σ5 = E*ε5 σ5 = P÷A0 + P*e÷Wz σ6 = E*ε6 σ6 = P÷A0 - P*e÷Wz E = (2*P) ÷[A0*(ε5+ε6)] e = [Wz*(ε5-ε6)] ÷ [A0*(ε5+ε6)] Wyznaczanie stałej tensometrycznej k 7.2. Metoda wychyłowa. W środku rysunku jest ΔU0; na górze po lewej czujnik czynny Rc + ΔR, po prawej cz. kompensacyjny Rk; ΔU0 = U*k*ε ÷ 4. Badanie odkształceń i naprężeń w przekroju belki dwuteowej

8. Elastooptyka 8.1. Światło spolaryzowane liniowo. Natężenie światła jest proporcjonalne do kwadratu amplitudy Ip - natężenie światła liniowo spolaryzowanego za P, będące podstawą do dalszych rozważań Ia - natężenie światła za A 8.2. Dwójłomność wymuszona. δ = Cg(σ1 - σ2) m = δ:λ σ1 - σ2 = (λm):(Cg) K = λ:(Cg) C - stała zależna od czułości optycznej materiału modelu m - wielokrotność długości fali użytego światła K - stała modelowa g - grubość płytki ćwierćfalówki 8.3. Prążki w polaryskopie liniowym. Wzór na natężenie światła wychodzącego z tego p.: Ial - natężenie światła wychodzącego polaryskopu liniowego Ip - brane zawsze za podstawę natęż. światła po przejściu przez P ϕ - kąt między osią P a jednym z kierunków naprężeń głównych m - wielokrotność długości fali w przesunięciu fazowym Żeby rozpatrywany promień był wygaszony, wystarczy wyzerowa nie jednej z funkcji trygonometr. gdy ϕ = 0, π/2, ... Sytuacja taka nastąpi, jeśli sprzężone, o skrzyżowanych osiach, P i A obrócimy tak, aby ich osie były równoległe do kierunków naprężeń głównych. Całkowitemu wygaszeniu ulegają promienie padające na te punkty, w których kierunki naprężeń głównych są zgodne z osiami P i A. W ten sposób powstają ciemne prążki izoklin. Prążki te informują nas o kącie nachylenia ϕn kierunków naprężeń głównych do osi odniesienia x lub y. Izoklina jest miejscem geometrycznym punktów, w których kierunki naprężeń głównych są stałe. Parametr izokliny jest to kąt między osią odniesienia a jednym z kierunków naprężeń głównych. gdy m = 0, 1, 2, 3, ... σ1 - σ2 = Km Otrzymamy ciemne prążki dla kolejnych, całkowitych wartości m. Przy stałej wartości m różnica naprężeń głównych jest stała. Prążki te nazywamy izochromami. Izochroma jest miejscem geometrycz- nym punktów, w których różnica naprężeń głównych jest stała. Wielkość m nazywamy rzędem izochromy. Jeśli obrócimy sprzężone polaroidy, to otrzymamy na obrazie izokliny o nowej wartości parametru ϕn. W tym czasie nie zmienia się obraz izochrom, bo nie uległy zmianie przesunięcia fazowe w poszczególnych punktach. Jeśli proporcjonalnie zwiększymy wszystkie obciążenia w typowej tarczy, to w tej samej proporcji zmienią się naprężenia główne, lecz ich kierunki nie ulegną zmianie. Zagaszają się wtedy izochromy, a izokliny pozostają w miejscu (jeśli nie obrócimy filtrów). 8.4. Prążki w polaryskopie kołowym. Wzory na natężenie światła wychodzącego z p. kołowego po przejściu przez obciążony model - ciemne p.w., widoczne są prążki rzędów cał. - jasne p.w., widoczne są prążki rzędów poł. 8.5. Naprężenia w polu prążkowym. Metoda pomiaru zmian grubości; stan naprężeń jest płaski, więc wartość naprężenia głównego w kierunku prostopadłym do płasz- czyzny tarczy jest równa zero, σ3 = 0 ⇒ wyliczamy σ1 - σ2 Wyznaczanie stałej modelowej K; doświadczenie z krążkiem;

---