Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest otrzymanie wykresu rozciągania F=f(Δl) oraz określenie charakterystycznych właściwości wytrzymałościowych i plastycznych badanego materiału, jak również zgodności teorii z doświadczeniem.

Część teoretyczna

Materiały konstrukcyjne możemy podzielić na dwie grupy: kruche i sprężysto- plastyczne. W przypadku materiałów kruchych zerwanie powoduje odkształcenie od 0-1%, natomiast w materiałach sprężysto-plastcznych odkształcenie może sięgać do kilkunastu procent.

Gdy materiał sprężysto-plastyczny poddamy działaniu rosnących obciążeń wówczas możemy otrzymać wykres funkcji odkształcenia liniowego od siły F=f(Δl). W zależności od rodzaju materiału otrzymamy różne wykresy, dla stali St3 wykres ten będzie wyglądał następująco:

F_prop-(proporcjonalności)odkształcenie Δl jest wprost proporcjonalne do siły F zgodnie z prawem Hooke'a, wykres jest linią prostą.

F_spr-siła(sprężystości), po ustąpieniu której próbka wraca do pierwotnego stanu

Fe_­­­-siła powodująca trwałe odkształcenia

F_m-największa wartość siły jaka działa na próbkę, po jej osiągnięciu lawinowo następują zmiany w przekroju poprzecznym.

F_u-siła zrywająca próbkę

Naprężenie normalne jako stosunek siły F do przekroju poprzecznego S normalnego do linii działania siły F można zapisać za pomocą wzoru:

σ = F/S

Natomiast odkształcenie względne jest to stosunek przyrostu długości bazy pomiarowej Δl do jej długości początkowej l₀:

ε =Δl/l₀

Ze współrzędnych σ-ε budujemy wykres:

W­artości poszczególnych sił, pod jakie została poddana próbka przedstawia tabela:

Nr próbki	F­e	Re	Fm	Rm	Fu	Ru	Lu	A	Z
	N	N/mm^2	N	N/mm^2	N	N/mm^2	mm	%	%
1	28500	374	36000	472,43	33000	1414,59	127,6	27,6	67,3

Wydłużenia, jakim uległy poszczególne działki bazy pomiarowej przedstawia tabela:

Nr działki		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	L0'[mm]	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
		Lu'[mm]	12,5	17,8	12,9	12,3	12,0	12,0	11,8	11,7	11,6	11,7
		Δl'[mm]	2,5	7,8	2,9	2,3	2,0	2,0	1,8	1,7	1,6	1,7

Aby obliczyć całkowitą długość bazy pomiarowej po zerwaniu należy zastosować tzw. sztuczną symetrię. Wtedy długość bazy pomiarowej możemy obliczyć ze wzoru:

L_u=2xl₅'+2xl₆'+2xl₇'+l₈'+l₉'+l₁₀'+l₄'=11,8+24+24+24,6+12,9+17,8+12,5=

=127,6mm

A=[(L_u-L₀)/L₀]x100%=(27,6/100)x100%=27,6%

A₂=(Δl₂/l₀')x100%=78%

A₉=(Δl₉/l₀')x100%=16%

Z=[(d₀²-d_u²)/ d₀²]x100%=67,3%

R_e=4F_e /π d₀²=374 N/mm²

R_m=4F_m /π d₀²=472,43 N/mm²

R_u=4F_u / π d_u²=1414,59 N/mm²

Wnioski:

R_H=F_prop/S₀

R_spr=F_spr/S₀

R_e=F_e/S₀

R_m=F_m/S₀

R_u=F_u/S₀

---