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 - K_IC.

Wyznaczenie wartości K_IC 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 K_IC i tylko wtedy, gdy wymiary wyrobu są wystarczająco do zabezpieczenia wielkości próbek, wymaganych dla spełnienia warunków ważności pomiaru K_IC.

Parametry próbki :

B = 19,98 mm

W= 24,94 mm

• materiał próbki 40HN

• trójpunktowe zginanie

• umowna granica plastyczności σ_y=1500

Czas próbkowania : t=0.05 s

Wnioski:

Parametrem, który pozwala nam przewidzieć proces pęknięcia jest współczynnik intensywności naprężenia i stała K_Ic. Prowadząc obliczenia stałej K_Ic 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 K_Ic 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. K_Ic jest stała w pewnym zakresie, w którym grubość próbki nie ma wpływu na K_Ic, tzn przy małych grubościach próbki K_Ic jest funkcją geometrii próbki, a od pewnej wartości B, zwanej wartością krytyczną, K_Ic 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.