Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Lądowej

TENSOMETRIA ELEKTROOPOROWA W POMIARACH ODKSZTAŁCEŃ

Wykonał:

Daniel Ojdana

1. Próba udarności

1. Aparatura

a) młot Charpy'ego firmy Amsler o zakresie 50 J i elementarnej działce skali urządzenia pomiarowego równej 5 J

b) suwmiarka

2. Próbka - stalowa próbka typu Mesnager;

3. Przebieg doświadczenia

a) pomiar pola przekroju osłabionego karbem

cm

b) podniesienie wahadła do położenia początkowego

c) ustawienie próbki na podporach

d) zwolnienie wahadła i w efekcie złamanie próbki

e) odczyt na skali, przy wskazówce biernej, wartości energii KU2 zużytej na złamanie próbki KU2 = J

f) oględziny zniszczonej próbki

• Objaśnienie: udarność określa się umownie jako stosunek energii zużytej na złamanie próbki do pola przekroju w miejscu osłabienia karbem

[J/cm
]

do naszego badania przyjęliśmy próbkę osłabioną karbem w kształcie litery U o głębokości 2 mm, stąd zużyta energia na złamanie takiej próbki ma oznaczenie KU2, a udarność - oznaczenie KCU2

g) opracowanie wyników badań

KCU2= KU2/So= J/cm^2

h) w przypadku badanej próbki udarność wynosi KCU2 = J/cm^2

2. Wyznaczanie stałych materiałowych przy osiowym rozciąganiu

Na dwie przeciwległe płaszczyzny próbki, naklejono dwa czujniki równolegle do kierunku rozciągania i dwa w kierunku poprzecznym. Użyto tylko jednego czujnika kompensacyjnego, naklejonego na dodatkowej płytce. Można było tak postąpić, ponieważ wszystkie użyte czujniki są tego samego typu.

Użyta aparatura:

• maszyna wytrzymałościowa

• zestaw aparatury tensometrycznej

- próbka płaska wykonaną z aluminium PA 6. Pole przekroju: 1cm²

Przebieg doświadczenia:

Po zamocowaniu próbki w szczękach maszyny wytrzymałościowej próbkę poddano obciążeniu 1kN , wykonano odczyty (metodą zerową) na czujnikach zamocowanych uprzednio do próbki.

Czynność tą powtórzyliśmy dla obciążenia siłą o wartości 8kN

Na podstawie badanie otrzymaliśmy następujące wyniki:

P[kN]	Odczyty na tensometrach [^0/00]
		równoległe		prostopadłe
		1	2	3	4
1 8
ΔP = 7	Δε1=	Δε2=	Δε3=	Δε4=
		Δε1,2=		Δε3,4=

Opracowanie wyników pomiarów:

Moduł Younga :

E = MPa

Stała Poissona:

V=

Moduł odkształcenia postaciowego (Kirchhoffa) G można określić z teoretycznej zależności:

G= [MPa]

3. Badanie odkształceń i naprężeń przy mimośrodowym rozciąganiu.

Przeprowadzone zostanie na tej samej aparaturze i w ten sam sposób , jednakże do maszyny wytrzymałościowej mocujemy próbkę stalową zamocowaną mimośrodowo .

Na podstawie badanie otrzymaliśmy następujące wyniki:

P[kN]	Odczyty na tensometrach [^0/00]
		5	6
1 7
ΔP = 6	Δε5 =	Δε6=

Opracowanie wyników pomiarów:

gdzie:

A₀ - pole przekroju, A₀ =2,4 [cm²]

W_z - wskaźnik przekroju W_z =0,8 [cm³]

A z prawa Hooke'a:

σ₅=Eε₅ σ₆=Eε₆

Wtedy:

E = MPa

e = [cm]

4.Badanie odkształceń i naprężeń w przekroju belki dwuteowej.

Badanie wykonano metodą wychyłkową na belce o przekroju typu I220 przy użyciu 22 czujników tensometrycznych rozmieszczonych symetrycznie względem siebie.

Wyniki badania są automatycznie pobierane i analizowane przez aparaturę sprzężoną z programem komputerowym.

Wyniki zostały przeanalizowane przy pomocy procedur programu MS Excel , które stanowią załącznik nr1.

Analiza wyników badań

Korzystając z zapamiętanych przez komputer zmierzonych wartości odkształceń w miejscach i kierunkach podanych wcześniej na rysunku 5, obliczamy wartości naprężeń normalnych i stycznych, a następnie kierunki i wartości odkształceń i naprężeń głównych.

Składowe odkształceń
,
,
w rozpatrywanym punkcie, w którym panuje płaski stan naprężenia, określamy z następujących zależności:

=

=

=

W przypadku zastosowania rozety prostokątnej, jak na rysunku 6, powyższe wzory mają postać:

dla
= 0°
=
=

dla
= 45°
=
=

dla
= 90°
=
=

Składowe odkształceń zgodnych z układem osi będą równe:

=

=

=

Naprężenia o kierunkach zgodnych z układem osi można określić ze wzorów:

Kierunki odkształceń i naprężeń głównych wyznaczamy ze wzorów:

lub

Wartości odkształceń głównych wyraża wzór:

=

Wartości naprężeń głównych obliczamy ze wzorów:

Lub

=

5

---