Wydział elektryczny
Instytut elektroenergetyki
ZWNiME	Data wykonania ćwiczenia: 24.10.2006
Badanie twardości i udarności wybranych materiałów elektroizolacyjnych	Data oddania sprawozdania: 07.11.2006
Wykonujący ćwiczenie:	OCENA:

1. Badanie twardości.

Twardość określa się jako cechę materiału, polegającą na zdolności stawiania oporu siłom odkształcającym. Za miarę twardości przyjmuj się opór, z którym badane ciało przeciwstawia się wciskaniu w niego innego ciała, zwanego wgłębnikiem. Twardość nie ma jednej ustalonej jednostki jak inne właśności materiałów. W zależności od metody otrzymuje się wyniki w jednostkach miedzy sobą nieporównywalnych. Dlatego przy określaniu twardości materiału należy podać metodę pomiaru, nazywaną zwykle nazwiskiem jego twórcy.

Celem tego ćwiczenia było wykonanie pomiaru twardości rezokartu oraz drewnianej sklejki metodą Brinella. Do wykonania ćwiczenia użyliśmy przyrządu Brinella. Pomiary wykonaliśmy zgodnie z normą PN-EN ISO 2039-1. W poniższej tabeli zamieściliśmy wyniki naszych pomiarów.

mater.	nr	Fm	Fr	h1 [mm]	h2	h [mm]	HBśr	бHB	HB
drewno	1	49,03	35,50448	0,33	0	0,33	8,968063	0,316556	9,045728
		2	49,03	35,87561	0,327	0			0,327			9,140283
		3	49,03	35,87561	0,327	0			0,327			9,140283
		4	49,03	35,75104	0,328	0			0,328			9,108546
		5	49,03	35,50448	0,33	0			0,33			9,045728
		6	49,03	32,68667	0,355	0			0,355			8,327813
	rezokart	1	961,05	1121,225	0,28	0,06			0,22	356,2752	37,13057	285,6624
		2	961,05	1391,866	0,245	0,06			0,185			354,6154
		3	961,05	1441,575	0,24	0,06			0,18			367,2803
		4	961,05	1552,465	0,23	0,06			0,17			395,5326
		5	961,05	1441,575	0,24	0,06			0,18			367,2803
		6	961,05	1441,575	0,24	0,06			0,18			367,2803

Zredukowane obciążenie badania F_r obliczyliśmy następująco :

Gdzie:

F_m - obciążenie wgłębnika [N]

h_r - zredukowana głębokość odcisku (=0,25 mm)

h=h₁-h_{2 -}

Zredukowane obciążenie dla drewna (sklejki):

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Zredukowane obciążenie dla rezokartu:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Wyznaczamy twardość ze wzoru:

Gdzie:

HB - twardość metodą wciskania kulki [N/mm²]

F_r - zredukowane obciążenie badania [N]

h_r - zredukowana głębokość odcisku (=0,25 mm)

d - średnica kulki wgłębnika (=5 mm)

Twardość drewna:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Twardość rezokartu:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Obliczamy średnią twardość dla poszczególnych materiałów korzystając ze wzoru:

Dla drewna:

Dla rezokartu:

Obliczamy średnie odchylenie standardowe średniej arytmetycznej dla każdego materiału ze wzoru:

Dla drewna:

Dla rezokartu:

Wynik końcowy:

t_γ,k-jest współczynnikiem studenta równym t=2,5706

Dla drewna:

lub

Dla rezokartu:

lub

2. Badanie udarności

Udarnością nazywa się stosunek ilości energii zużytej na złamanie znormalizowanej próbki za pomocą jednorazowego użycia młota wahadłowym, do przekroju poprzecznego próbki.

Celem ćwiczenia było wykonanie pomiaru udarności rezokartu oraz drewnianej sklejki. Do wykonania ćwiczenia użyliśmy młot Chrpy'ego. Pomiar wykonaliśmy zgodnie z normą PN-EN ISO 179-1. W poniższej tabeli zamieściliśmy wyniki pomiarów:

Materiał	Próba	E'	E	h	b lub bN	a	∆a	a+∆a	a-∆a
Rezokart	1	8	0,7848	4,2	10,2	18,31933	53	71,3	-35
		2	8,5	0,83385	4,2	10,2	19,46429	57	76,5	-38
		3	3,5	0,34335	4,2	7,9	10,3481	28,6	38,9	-18
	Drewno	4	33	3,2373	10,5	10,1	30,52617	90	121	-59
		5	24	2,3544	10,5	10,1	22,20085	65	87,2	-43
		6	24	2,3544	10,5	8,3	27,01549	80	107	-53

Obliczamy wartość energii E korzystając ze wzoru:

E'-wartość odczytana ze skali młota Charpy'ego [kg*cm]

9,81-przyspieszenie ziemskie

Rezokart:

1.

2.

3.

Drewno:

4.

5.

6.

1.Obliczamy udarność dla kształtki bez karbu korzystając ze wzoru:

E-energia pochłonięta przy złamaniu próbki [J];

h-grubość próbki [mm]

b-szerokość próbki [mm]

Udarność rezokartu:

Próba 1. Kierunek uderzenia wzdłóż boku b próbki:

Próba 2. Kierunej uderzenia wzdłóż boku h próbki:

Udarność drewna (sklejki):

Próba 4. Kierunek uderzenia ku płaszczyźnie warstw próbki:

Próba 5. Kierunek uderzenia ku krawędziom warstw próbki:

2.Obliczamy udarność dla kształtki z karbem korzystając ze wzoru:

E-energia pochłonięta przy złamaniu próbki [J];

h-grubość próbki [mm]

b_n-szerokość próbki bez karba [mm]

Udarność rezokartu:

Próba 3. Kierunek uderzenia wzdłuż boku b próbki z karbem; próbkę umieściliśmy tak, aby karb znalazł się po przeciwnej stronie uderzanej krawędzi:

Udarność drewna (sklejki):

Próba 6. Próbka z karbem; próbkę umieściliśmy tak, aby karb znalazł się po przeciwnej stronie uderzanej krawędzi:

Obliczamy błąd pomiaru korzystając z metody różniczki zupełnej (prawa propagacji błędów):

Błędy względne pomiaru poszczególnych wielkości:

E-0,049 [J]

h- 0,05 [mm]

b- 0,05 [mm]

Rezokart:

1.

2.

3.

Drewno

4.

5.

6.

8

---