POLITECHNIKA RZESZOWSKA

im. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA

I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Ćwiczenie nr 1

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA I ŚCISKANIA METALI

Prowadzący: Wykonał:

mgr inż. Lidia BUDA-OŻÓG Marcin Hulek

IIBD L-3

Rzeszów 2006

1. Cel ćwiczenia.

Na podstawi statycznej próby rozciągania w ćwiczeniu należy wyznaczyć krytyczne wartości naprężeń charakteryzujących:

a) granicę plastyczności σ_e,

b) granicę proporcjonalności σ_H,

c) naprężenia zrywające σ_Z,

d) wytrzymałość na rozciąganie σ_m

oraz dodadkowo:

e) wydłużenie względne A_p

f) przewężenie względne Z

2. Wykonanie ćwiczenia:

a) próbka ze stali niskowęglowej, miękkoplastycznej

• wymiary pierwotne:

d_o = 20,0 mm

L_o = 200,0 mm

S = π·d_o²/4 = 314,16 mm²

• tabela pomiarów:

Siła N	Δl	N	σ = N/S	ε = Δl/l	Δσ/Δε
[T]	[mm]	[kN]	[Mpa]	-	-
1,00	0,00	9,81	31,23	0,00
2,00	0,01	19,62	62,45	0,000025	1249048
3,00	0,01	29,43	93,68	0,00005	1249048
4,00	0,40	39,24	124,90	0,002	16013,44
5,00	0,90	49,05	156,13	0,0045	12490,48
6,00	1,30	58,86	187,36	0,0065	15613,1
7,00	1,75	68,67	218,58	0,00875	13878,31
8,00	2,20	78,48	249,81	0,011	13878,31
8,00	3,20	78,48	249,81	0,016	0,006245
8,00	4,05	79,46	252,93	0,02025	734,7268
8,20	5,10	80,44	256,05	0,0255	594,7848
8,30	6,80	81,42	259,18	0,034	367,3671
8,50	7,80	83,39	265,42	0,039	1249,048
9,00	9,00	88,29	281,04	0,045	2602,183
9,50	10,90	93,20	296,65	0,0545	1643,484
10.00	13,50	98,10	312,26	0,0675	1201,008
10,50	17,00	103,01	327,88	0,085	892,1771
11,00	20,50	107,91	343,49	0,1025	892,1771
11,50	23,00	112,82	359,10	0,115	1249,048
12,00	29,00	117,72	374,71	0,145	520,4367
12,50	39,00	122,63	390,33	0,195	312,262
12,60	52,00	123,61	393,45	0,26	48,04031
12,00	55	117,72	374,71	0,275	-1249,05
11,00	57	107,91	343,49	0,285	-3122,62
10,00	58	98,1	312,26	0,29	-6245,24
9,00	59	88,29	281,04	0,295	-6245,24

• wymiary po zerwaniu:

d_u = 12,0 mm

L_u = 250,0mm

• obliczenia:

σ_m= 393,45 MPA

σ_e= 374,71 MPa

σ_H =249,81 MPa

σ_Z=281,04 MPa

b) próbka ze stali wysokowęglowej, twardoplastycznej

• wymiary pierwotne:

d_o = 20,0 mm

L_o = 200,0 mm

S = π·d_o²/4 = 314,16 mm²

• tabela pomiarów:

Siła N	Δl	N	σ = N/A	ε = Δl/l	Δσ/Δε
[T]	[mm]	[kN]	[Mpa]	-	-
1,00	0	9,81	31,2	0
2,00	0,00	19,62	62,45	0,000	3122619,98
3,00	0,01	29,43	93,68	0,000	780655,00
4,00	0,60	39,24	124,90	0,003	10585,15
5,00	1,00	49,05	156,13	0,005	15613,10
6,00	1,45	58,86	187,36	0,007	13878,31
7,00	1,85	68,67	218,58	0,009	15613,10
8,00	2,20	78,48	249,81	0,011	17843,54
9,00	2,60	88,29	281,04	0,013	15613,10
10,00	2,80	98,10	312,26	0,014	31226,20
11,00	3,15	107,91	343,49	0,016	17843,54
12,00	3,40	117,72	374,71	0,017	24980,96
13,00	3,75	127,53	405,94	0,019	17843,54
13,50	3,95	132,44	421,55	0,020	15613,10
14,00	5,50	137,34	437,17	0,028	2014,59
15,00	6,25	147,15	468,39	0,031	8326,99
16,00	7,15	156,96	499,62	0,036	6939,16
17,00	8,50	166,77	530,85	0,043	4626,10
18,00	9,70	176,58	562,07	0,049	5204,37
19,00	12,00	186,39	593,30	0,060	2715,32
20,00	13,50	196,20	624,52	0,068	4163,49
21,00	15,50	206,01	655,75	0,078	3122,62
22,00	17,50	215,82	686,98	0,088	3122,62
23,00	21,00	225,63	718,20	0,105	1784,35
24,00	29,00	235,44	749,43	0,145	780,65
24,00	36,00	235,44	749,43	0,180	0,00
23,00	38,00	225,63	718,20	0,190	-3122,62
22,00	39,50	215,82	686,98	0,198	780,65

• wymiary po zerwaniu:

d_u = 16,0 mm

L_u =229,0 mm

• obliczenia:

σ_e = 749,43 MPa

σ_m = 749,43 MPa

σ_H = 421,55 MPa

σ_Z= 686,98 MPa

• zestawienie wyników pomiarów dla rozciągania w tabeli:

Numer próbki	Próbka			Wyniki badań
		Wymiary			Własności wytrzymałościowe								Własności plastyczne
		do	Lo	So	Fm	σm	Fe	σe	FH	σH	FZ	σZ	Lu	Ap	du	Z
		mm	mm	mm^2	kN	N/mm^2	kN	N/mm^2	kN	N/mm^2	kN	N/mm^2	mm	%	mm	%
A	20,0	200,5	314,16	123,61	393,45	76,5	248,5	78,48	249,81	88,29	281,04	250	25,0	12,0	64,0
B	200	200,6	314,16	235,44	749,43	235,44	749,43	132,44	421,55	215,82	686,98	229,0	14,5	16,0	36,00

3. Wnioski:

Próbka ze stali wysokowęglowej (B ), posiada zdecydowanie lepsze własności wytrzymałościowe w porównaniu do stali miękkoplastycznej, niskowęglowej ( A ), dlatego konstrukcja z takiej stali będzie mogła przenieść większe obciążenia

Stal B wykazuje mniejsze przewężenia i wydłużenia względne niż stal nisko węglowa, dlatego w stali twardoplastycznej należy zwrócić uwagę na minimalne zmiany grubości.

---