1. Cel ćwiczeń:

- Próba wytrzymałościowa na próbce stali przy wykorzystaniu mechanizmu zrywającego.

- Wyznaczenie własności wytrzymałościowych i plastycznych stali tj:

2. Teoria z uwzględnieniem PN.

Badania wytrzymałościowe - badania laboratoryjne pozwa­la­ją­ce określić własności materiału i wyznaczyć parametry charak­tery­zujące odkształcalność materiału.

Własności wytrzymałościowe zależą od:

• rodzaju i stanu materiału

• wymiarów

• temperatury

• rodzajów i zakresów obciążeń mechanicznych

Wyróżniamy 4 podstawowe przypadki wytrzymałościowe:

• Rozciąganie (ściskanie) - siły osiowe (wzdłuż osi podłużnej)

• Skręcanie - moment skręcający (względem osi podłużnej)

• Zginanie - moment gnący

• Ścinanie - siły tnące (poprzeczne)

Wyznaczenie mechanicznych cech metali na rozciąganie opisane jest w normie PN-90/H-04310. Na podstawie zwykłej próby rozciągania uzyskuje się informacje o granicy proporcjonalności, sprężystości, plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie oraz wydłużeniu sprężystym i plastycznym. Badanie przeprowadzane jest do momentu rozerwania próbki.

3. schemat i zasada działania:

Do prób rozciągania używane są próbki w trzech postaciach: obrabiane cylindryczne toczone, obrabiane płaskie oraz materiał w stanie nieobrabianym.

4. Przebieg doświadczenia

1. Przed przeprowadzeniem badania należy:

1. dokonać pomiaru średnicy początkowej d0 próbki w kilku miejscach.

Wyniki: 10 mm; 10 mm; 9.94 mm; 10.04 mm; 10.04 mm.

Średnia wyjściowa do badania: 10.004 mm.

2. ocechować próbki tzn. zaznaczyć rysikiem co 5 mm kreski w ilości większej niż wynika o ze wskaźnika wydłużenia, zgodnie z rysunkiem:

3. dokonać pomiaru długości początkowej L₀ próbki, podając jednocześnie liczbę działek po 5 mm na odcinki L₀ odpowiadająca wskaźnikowi wydłużenia

4. zamocować próbki w maszynie wytrzymałościowej

2. Podczas badania należy zanotować:

1. siły, przy której pojawia się przewężenie próbki (granica plastyczności): F_e

2. maksymalną siłę rozciągającą F_max

3. siłę rozrywającą próbkę F_zryw

3. Po wykonaniu badania należy:

1. dokładnie złożyć rozerwaną próbkę w linii prostej

2. zmierzyć średnicę próbki w miejscu największego przewężenia

3. dokonać pomiaru długości próbki.

4. Opracowanie wyników badania:

• początkowa długość pomiarowa próbki:

l0 = 50 [mm]

• początkowa średnica próbki:

d0 = 10,03 [mm]

• początkowe pole przekroju poprzecznego próbki:

S0 = 79,01 [mm²]

• obciążenie, przy którym następuje plastyczny przyrost wydłużenia próbki:

Fe = 35,80 [kN]

• największe obciążenie próbki uzyskane w trakcie badania:

Fm = 55,2 [kN]

• obciążenie, przy którym następuje rozerwanie próbki:

Fu = 42 [kN]

• średnica próbki w miejscu największego przewężenia:

d1 = 6,3 [mm]

• długość próbki po zerwaniu:

L1 = 62 [mm]

• pole przekroju próbki w miejscu największego przewężenia:

S1 =29,22 [mm²]

• śr.próbki po rozerwaniu w poł. odległ. między miejscem rozerwania i końcem dł. pomiarowej:

d_r=9,45 [mm²]

• wyraźna granica plastyczności:

• doraźna wytrzymałość na rozciąganie:

• rzeczywiste naprężenia rozrywające:

• wydłużenie względne:

• wydłużenie względne równomierne:

• przewężenie względne:

4. Wnioski:

W pierwszej i drugiej fazie badania zauważamy działalność Prawa Hook'a - proporcjonalność siły do wydłużenia. W trzeciej fazie badania rośnie naprężenie. Materiał z którego wykonano próbkę wykorzystuje wyraźną granicę plastyczności.

---