Politechnika Świętokrzyska |
||||
Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn |
||||
Przedmiot: Mechanika doświadczalna |
||||
Ćw. Nr 3 Temat: BADANIE WŁASNOŚCI MATERIAŁU W JEDNOOSIOWEJ PRÓBIE ROZCIĄGANIA . |
||||
Wykonał: Łukasz Skiba |
Grupa: 302 |
Data: 5.11.2008 |
Prowadzący: dr inż. Lis Zbigniew |
Ocena: |
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia przeprowadzonej próby rozciągania jest wyznaczenie wyraźnej lub umownej granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie, naprężenia rozrywającego i wydłużenia względnego.
Wstęp.
Maszyna wytrzymałościowa MTS jest urządzeniem uniwersalnym, sterowanym analogowo lub cyfrowo. Składa się z trzech podstawowych bloków:
- zasilającego (pompa),
- wykonawczego (rama obciążająca),
- sterującego (konsola z wbudowanym komputerem).
Maszyna umożliwia przeprowadzanie prób wytrzymałościowych przy sterowaniu jedną z trzech wielkości: siłą, odkształceniem lub przemieszczeniem. Do pomiaru zmiany odkształcenia części pomiarowej próbki użyto ekstensometru. Jest to czujnik oparty na tensometrach oporowych umożliwiający pomiar przemieszczenia i odkształcenia. W czasie próby rozciągania rejestrowane są sygnały analogowe, zamieniane w przetworniku analogowo - cyfrowym na sygnały cyfrowe. Dzięki zastosowaniu komputerowego systemu rejestracji i przetwarzania sygnałów uzyskuje się dużą dokładność próby.
Próba rozciągania jest podstawową wytrzymałościową próbą statyczną mającą szerokie zastosowanie podczas przemysłowego badania materiałów.
Celem statycznej próby rozciągania realizowanej w tym ćwiczeniu jest wyznaczenie wyraźnej lub umownej granicy plastyczności (Re), wytrzymałości na rozciąganie (Rm), naprężenia rozrywającego (Ru), wydłużenia względnego (A), wydłużenia równomiernego (Ar) oraz przewężenia względnego (Z).
Próbę wykonaliśmy na zrywarce. Pomiary rejestrowane były przez czujnik zamocowany na próbce.
Materiał 40H
Wielkości geometryczne próbki:
Lp. |
do [mm] |
dośr [mm] |
du[mm] |
dusr [mm] |
So [mm] |
Su [mm2] |
L[mm] |
1 |
9,98 |
9,96 |
6,53 |
6,53 |
77,91 |
33,52 |
50 |
2 |
9,94 |
|
|
|
|
|
|
3 |
9,96 |
|
6,52 |
|
|
|
|
4 |
9,98 |
|
|
|
|
|
|
5 |
9,94 |
|
6,55 |
|
|
|
|
6 |
9,96 |
|
|
|
|
|
|
Otrzymany wykres:
A [%] |
Z [%] |
Re [Mpa] |
Rm [Mpa] |
Ru [MPa] |
C [m/kN] |
E [GPa] |
15,56 |
56,97 |
930 |
1004 |
691 |
3,13 |
203 |
Energia całkowita wyniosła : 549 J
Energia sprężysta : 9 J
Energia odkształcenia : 540 J
Materiał 18G2A
A [%] |
Z [%] |
Re0,2 [MPa] |
Rm [MPa] |
Ru [MPa] |
E [GPa] |
C [m/kN] |
10,12 |
38,66 |
600 |
1000,8 |
904 |
124,9 |
3,96 |
Nr odciążenia |
E [GPa] |
|
|
|
C [m/kN] |
1 |
175,00 |
7,01 |
2,62 |
4,38 |
3,64 |
2 |
168,00 |
16,70 |
5,85 |
10,85 |
3,80 |
3 |
174,00 |
29,76 |
7,33 |
22,43 |
3,67 |
4 |
173,00 |
46,31 |
8,79 |
37,51 |
3,71 |
5 |
164,00 |
66,08 |
10,50 |
55,58 |
3,90 |
6 |
153,00 |
87,84 |
12,17 |
75,67 |
4,20 |
7 |
146,00 |
111,13 |
13,25 |
97,88 |
4,39 |
Energia całkowita 359,1504 J.
WNIOSKI
Na ćwiczeniach laboratoryjnych przeprowadziliśmy dwie próby rozciągania dla dwóch różnych materiałów. Pierwszy materiał to stal 40H hartowana i odpuszczana w temperaturze
. Jest to materiał z wyraźną granicą plastyczności. Drugi materiał to 18G2A hartowany. Jest to materiał bez wyraźnej granicy plastyczności. Podczas tej próby materiał był odciążany 7 razy. Obydwa materiały nie są plastyczne gdyż mają małe wartości wydłużenia względnego.
Jednoosiowa próba rozciągania mimo swej prostoty jest jedną z podstawowych metody wyznaczania podstawowych własności materiału zarówno w zakresie odkształceń sprężystych jak i plastycznym. Dzięki tej metodzie możemy określić np. poziom naprężeń i odkształceń przy którym materiał przechodzi ze stanu sprężystego w stan plastyczny.