Politechnika Lubelska
Wydział Mechaniczny
Katedra komputerowego modelowania i technologii obróbki plastycznej
SRAWOZDANIE
Ćwiczenie 2
Temat: Określanie wpływu anizotropii na właściwości plastyczne blach.
Grupa MD104.1d
Skład osobowy:
Żurawski Łukasz
Wierzchoń Tomasz Żółw Grzegorz
Data wykonania ćwiczenia: 2004-03-08
Ocena:
1.Wiadomości podstawowe:
Materiały, które wykazują jednakowe własność we wszystkich kierunkach nazywamy izotropowymi. Jeżeli występują różnice własności w zależności od kierunku badania to materiał taki nazywamy anizotropowym. Własności pojedynczych kryształów metali zmieniają się w zależności od kierunku krystalograficznego. Np. w pewnych płaszczyznach i kierunkach poślizg zachodzi przy mniejszych wartościach naprężeń stycznych niż w innych. Ze względu na zdolność odkształcenia plastycznego kryształy wykazują anizotropie. Anizotropia materiałów polikrystalicznych powstaje przede wszystkim w procesie krystalizacji wlewka.
Blachy wykazują anizotropie charakteryzująca się występowaniem różnic własności plastycznych w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach-w kierunku prostopadłym do kierunku walcowania, w kierunku leżącym w płaszczyźnie blachy oraz w kierunku normalnym do powierzchni blachy.
Blachy wykazują dwa rodzaje anizotropii:
-plaska
-normalna
Anizotropia plaska-wystepuje wówczas, gdy własności te w rożnych kierunkach leżących na płaszczyźnie arkusza są rożne.
Jeżeli blacha we wszystkich kierunkach wykazuje jednakowe własności to blacha wykazuje anizotropie normalna.
Anizotropia własności plastycznych blachy można określić poprzez jednoosiowe rozciąganie próbek wyciętych pod rożnymi katami w stosunku do kierunku walcowania.
W celu określenia anizotropii badanej blachy, należy wyznaczyć wartość współczynnika r(Lankforda) próbek. Pozwala to na sporządzenie zależności r=r(α), który jest podstawa do określenia rodzaju występującej anizotropii.
2.Przebieg ćwiczenia:
Pierwsza czynnością jak dokonaliśmy było zmierzenie wymiarów badanych próbek. Po dokonaniu pomiarów i natrasowaniu na badanych próbkach baz pomiarowych zamocowaliśmy kolejno probki w maszynie zrywającej i rozciagalismy je powodując wydłużenie o 15 %. Następnie znów dokonaliśmy pomiarów po czym zamocowaliśmy te same próbki w maszynie i zerwaliśmy je odczytując wartość siły przy jakiej próbki się urywały.
3.Wzory i obliczenia.
ϕ2 ln b/b0 ϕ3 ln (l0*b0)/(l*b) r=ϕ2/ϕ3
Ι.[00]
ln 18,5/20=-0,077 ln 20*30/18,5*32,84=-0,012 ln -0,077/-0,12=6,42
ln 18,64/20=-0,07 ln 600/18,64*33,34=-0,035 ln -0,07/-0,035=2,0
ΙΙ.[450]
ln 19,12/20=-0,045 ln 600/19,12*32,2=-0,025 ln -0,045/-0,025=1,8
ln 19,0/20=-0,051 ln 600/19,0*32,77=-0,037 ln -0,051/-0,037=1,38
ΙΙΙ.[900]
ln 18,9/20=-0,056 ln 600/18,9*32,4=-0,021 ln-0,056/-0,021=2,74
ln 18,9/20=-0,056 ln 600/18,9*32,7=-0,029 ln -0,056/-0,029=1,93
Pmax=F*Rm Rm=425 Mpa
F-pole przekroju poprzecznego
F=b0*g0=20 mm2
Pmax=8500 N
Siły powodujące rozciągnięcia o 15 %
Ι. 620 dcN*10=6200 N
ΙΙ. 630*10=6300 N
ΙΙΙ.655*10=6550 N
Gatunek blachy St 3 ,grubość g0=1mm |
Próbka wycięta zgodnie z kierunkiem Walcowania 0° |
Próbka wycięta pod kątem 45° do kierunku walcowania |
Próbka wycięta prostopadle do kierunku walcowania 90° |
||||
|
Baza 1 |
Baza 2 |
Baza 1 |
Baza 2 |
Baza 1 |
Baza 2 |
|
Szerokość początkowa |
b0 [mm] |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
Szerokość próbki po odkształceniu |
b [mm] |
18,5 |
18,64 |
19,12 |
19,0 |
18,9 |
18,9 |
Wskaźnik odkształcenia w kierunku szerokości ϕ2 |
ln b/b0 |
-0,077 |
-0,07 |
-0,045 |
-0,051 |
-0,056 |
-0,056 |
Długość początkowa części pomiarowej |
l0 [mm]
|
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
Długość części pomiarowej po odkształceniu |
l [mm] |
32,84 |
33,34 |
30,7 |
32,77 |
31,2 |
32,57 |
Wskaźnik odkształcenia w kierunku szerokości ϕ3 |
ln l0*b0/b*l |
-0,012 |
-0,035 |
-0,025 |
-0,037 |
-0,021 |
-0,029 |
Wsp. anizotropii |
r=ϕ2/ϕ3 |
6,42 |
2 |
1,74 |
1,38 |
2,74 |
1,93 |
Wartość średnia wsp. anizotropii |
r |
r0=4,21 |
r45=1,56 |
r90=2,335 |
|||
4.Zestawienie wyników, pomiarów i obliczeń:
5.Wnioski:
1.Z przeprowadzonych przez nas badań wnioskujemy, iż największa wytrzymałość na rozciąganie posiada próbka wycięta pod katem 45° do kierunku walcowania.
2.Blacha posiada własności izotropowe dla kierunku 90° i 45° gdyż wartość WSP. r≈1
3.Najmniejsze przewężenie przy wydłużeniu o 15 % zaobserwowaliśmy dla próbki wyciętej pod katem 45°, największe zaś dla próbki wyciętej pod katem 0°.
4.Dla próbki wyciętej pod katem 0° zaobserwowaliśmy także największe wydłużenie baz.
1