LABORATORIUM Z MECHANIKI doŚwiadczalnej
Grupa: 21M-a	Temat: Wyznaczanie przyrostu długości
Wykonał: Wojciech Żurawski		Data: 13-03-1997

Określanie miary odporności materiałów na pękanie dla ciał sprężysto- plastycznych opiera się na pomiarze całki J - wyznaczeniu jej krytycznej wartości J­_­1C oraz krzywej_­­­ R, która w założeniu ma charakteryzować materiał w zakresie odporności materiału na wzrost pęknięć. Podstawowym warunkiem obliczania wszystkich parametrów odporności na pękanie jest znajomość momentu inicjacji i przyrostu długości szczeliny. Do wyznaczania momentu inicjacji stosowane są metody: wielu próbek, zmiany potencjału oraz zmiany podatności. Można je stosować dla szerokiej gamy materiałów oraz wszystkich typów geometrii próbek.

Celem ćwiczenia jest określenie przyrostu długości szczeliny zalecanymi przez normy metodami pomiarowymi.

Pomiar przyrostu długości szczeliny wykonaliśmy na maszynie hydro-pulsacyjnej MTS. Pomiar był całkowicie skomputeryzowany. W doświadczeniu rejestrowane były m. in. sygnały: zmiana potencjału, zmiana siły obciążającej, przemieszczenie trawersy, przemieszczenie punktu przyłożenia siły, rozwarcie szczeliny. Sygnały te są podstawą do wyznaczenia wielkości charakteryzujących odporność na pękanie. Schemat rejestracji poniżej:

METODA WIELU PRÓBEK

Technika ta pociąga za sobą konieczność obciążenia próbek do różnych poziomów przemieszczenia i zaznaczenia przyrostów długości pęknięcia, które powstają w wyniku tego obciążenia. Dla każdej próbki wykonuje się następujące czynności:

Obciąża się ją do wybranego poziomu przemieszczenia, które jest uważane za przyczynę przyrostu szczeliny o długość a_P .

Po zatrzymaniu trawers odciąża się próbkę i oznacza pęknięcie.

Wzdłuż frontu pęknięcia zmęczeniowego i oznaczonego frontu obszaru powolnego, stabilnego przyrostu pęknięcia należy zmierzyć wielkość pęknięcia w dziewięciu, równo od siebie oddalonych punktach, symetrycznie położonych względem osi próbki. Oblicza się rzeczywistą długość pęknięcia jako średnią z pomiarów obydwu powierzchni próbki.

METODA ZMIANY POTENCJAŁU

Metoda ta oparta jest na zjawisku wzrostu potencjału (przy stałej wartości prądu zasilającego) w miarę zmniejszania przekroju czynnego próbki spowodowanego przyrostem długości szczeliny.

Przez próbkę przepuszczany jest prąd stały o dużej gęstości (3-5 A/cm² ).

Do próbki, obydwu stron pęknięcia, przytwierdzone są elektrody rejestrujące różnicę potencjału spowodowaną zmniejszeniem czynnego przekroju próbki.

Zalecane są dwa sposoby pomiaru przyrostu długości szczeliny. W celu określenia procesu przyrostu długości szczeliny niezbędna jest znajomość początkowej i końcowej długości szczeliny oraz odpowiadających im wartości potencjału

METODA ZMIANY PODATNOŚCI

Polega na monotonicznym obciążaniu i kolejnym odciążaniu próbki. Według norm PN i ASTM pierwsze odciążanie należy wykonać jeszcze w zakresie liniowego przebiegu wykresu P=P() Odciążać należy o wartość równą 10 do 20 % wartości obciążenia, przy którym następuje zmiana kierunku siły. Odciążanie powinno być wykonane co najmniej 5 - krotnie, przy czym należy zachować jednakowe przyrosty przemieszczenia pomiędzy poszczególnymi odciążeniami. Należy rejestrować wykres P=P().

---