POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA W KIELCACH |
||
LABORATORIUM MECHANIKI DOŚWIADCZALNEJ |
||
Nr Ćwiczenia: 5 |
Temat: Badanie odporności na pękanie w płaskim stanie naprężenia |
Wykonała: Milena Parzych
|
Data wykonania: 31.11.99 |
Data oddania: 07.12.99 |
Ocena: |
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze sposobami wyznaczania odporności materiałów na pękanie w płaskim stanie odkształcenia poprzez wyznaczanie krytycznej wartości współczynnika intensywności naprężenia - KIC.
Wyznaczenie wartości KIC wykorzystuje się w:
badaniach i rozwoju techniki - ustala się w składnikach ilościowych efekty zmian metalurgicznych (takich jak skład chemiczny , obróbka cieplna ) lub operacji produkcyjnych (np. spawanie lub kształtowanie ) na odporność na pękanie nowych czy też istniejących materiałów .
ocenie użytkowej - ustala, czy dany materiał jest odporny na pękanie dla jego specyficznych zastosowań, przy opisanych warunkach obciążenia dla danego materiału i ustalonej z określonym poziomem ufności wielkości wady;
kontroli jakości - ale tylko wtedy, gdy jest podstawa do wyznaczenia minimalnej wartości KIC i tylko wtedy, gdy wymiary wyrobu są wystarczająco do zabezpieczenia wielkości próbek, wymaganych dla spełnienia warunków ważności pomiaru KIC.
Parametry próbki :
B = 19,98 mm
W= 24,94 mm
materiał próbki 40HN
trójpunktowe zginanie
umowna granica plastyczności σy=1500
Czas próbkowania : t=0.05 s
Wnioski:
Parametrem, który pozwala nam przewidzieć proces pęknięcia jest współczynnik intensywności naprężenia i stała KIc. Prowadząc obliczenia stałej KIc zakładamy, że promień w dnie karbu jest równy zero. W praktyce jest to niemożliwe, dlatego wprowadzamy w próbce pęknięcie zmęczeniowe, zainicjowane w dnie nacięcia, mające długości powyżej 1,6 mm. Wartość KIc charakteryzuje odporność materiału na pękanie w naturalnym środowisku przy obecności ostrego pęknięcia, pod takim obciążeniem, że rozkład naprężeń przy wierzchołku pęknięcia jest zbliżony do płaskiego stanu odkształcenia i strefa odkształceń plastycznych przy wierzchołku pęknięcia jest mała w porównaniu z wielkością pęknięcia i wymiarami próbki. KIc jest stała w pewnym zakresie, w którym grubość próbki nie ma wpływu na KIc, tzn przy małych grubościach próbki KIc jest funkcją geometrii próbki, a od pewnej wartości B, zwanej wartością krytyczną, KIc nie zależy od grubości próbki.
Krytyczna wartość współczynnika intensywności naprężenia opisuje dolną graniczną wartość odporności na pękanie, która może być użyta do określania zależności między naprężeniem niszczącym a wielkością pęknięcia.