Bez nazwy

16

1.4. Pękanie przy obciążeniach statycznych

Materiały kruche - niezdolne do odkształceń plastycznych - pękają krucho, to znaczy w płaszczyźnie prostopadłej do maksymalnych naprężeń rozciągających, a w przypadku próbek rozciąganych - w płaszczyźnie prostopadłej do osi. Na przełomie nie widać gołym okiem żadnych oznak plastyczności, nie występuje przewężenie w miejscu pęknięcia.

W materiałach o małej ciągliwości przed pęknięciem mogą wystąpić pewne odkształcenia plastyczne, ale złom powstaje przed wystąpieniem szyjki, a więc nie jest widoczne przewężenie w miejscu pęknięcia. Przełom jest prostopadły do osi próbki, jednak na krawędzi przełomu mogą być widoczne minimalne ścięcia pod kątem 45°.

Pęknięcie rozciąganych próbek z materiałów ciągliwych jest poprzedzone dużymi odkształceniami plastycznymi, które występują jako poślizgi w płaszczyznach maksymalnych naprężeń stycznych, to znaczy pod kątem 45° do osi próbki. Przecinające się pod różnymi kątami liczne płaszczyzny poślizgów wytwarzają wiele defektów w postaci mikropustek . Przy dużych odkształceniach zaczyna się tworzyć szyjka, co zmienia w części środkowej przekroju najbardziej przewężonego stan naprężeń z jednoosiowego na trójosiowe rozciąganie. Trójosiowe rozciąganie i dalsze plastyczne poślizgi sprzyjają wzrostowi i łączeniu się mikropustek, co doprowadza do zainicjowania kruchego pęknięcia w tej strefie. Rozprzestrzeniające się od środka pęknięcie zbliża się do powierzchni próbki, gdzie panuje jednoosiowe rozciąganie, sprzyjające dalszemu rozwojowi pękania przez ścięcie w płaszczyznach działania maksymalnych naprężeń stycznych pod kątem 45° do osi. W ten sposób powstaje w próbkach okrągłych z materiału ciągliwego charakterystyczny kielichowaty przełom.

1.5. Próbki

Na rysunku 1.1 przedstawiono próbkę okrągłą z główkami do chwytania w szczęki. Próbki takie stosuje się tylko do badania materiałów plastycznych, ponieważ wykonane z twardych stali mają tendencję do wyślizgiwania się ze szczęk. Należy wówczas stosować próbki z gwintem lub z kołnierzem. Mocuje się je w pierścieniach z kulistymi powierzchniami, osadzonymi w kulistych gniazdach. Mocowanie takie jest korzystniejsze niż w szczękach, ponieważ minimalizuje możliwość powstania momentów gnących w rozciąganej próbce; dlatego też próbki z takimi główkami stosuje się w badaniach rozjemczych.

Próbki płaskie (rys. 1.7) stosuje się z reguły do badania właściwości wytrzymałościowych i plastycznych blach i taśm. Co najmniej jedna powierzchnia próbki powinna pozostać nieobrobiona, by badać nie tylko wytrzymałość materiału, lecz także by uwzględnić wpływ jakości powierzchni blachy na jej wytrzymałość.

£/ b₀ = 25 *0,105

7			o0=6
		-U —i—2	j		iD fO II _c
	L	0 = 70
	r n II <0 O
Lt =260

Rys.1.7 Próbka plaska proporcjonalna z główkami nr 39 wg normy [I)

Krotność próbek płaskich ustala się w stosunku do średnicy zastępczego koła, mającego takie samo pole powierzchni jak przekrój poprzeczny próbki.

Norma [1] dopuszcza stosowanie próbek okrągłych i płaskich bez główek.

Próbki cienkie o średnicy lub grubości do 2 mm wykonuje się jako nieproporcjonalne o długości pomiarowej Lo = 50 mm, a między 2 mm i 3 mm - o długości Z.0 ⁼ 80 mm.

Próbę statycznego rozciągania żeliw sferoidalnych wykonuje się na próbkach okrągłych pięciokrotnych o średnicy $14 mm. Podstawową próbkę do badania wytrzymałości żeliwa szarego przedstawiono na rys. 1.8.

<1>20±0.105

Rys. 1.8. Próbka z Żeliwa szarego typu A wg normy [4] do próby rozciągania

Statyczną próbę rozciągania rur przeprowadza się wg normy [5], Norma ta zaleca, w przypadku gdy średnica rury nie przekracza 30 mm, przeprowadzanie próby rozciągania ńa odcinkach rur. Odcinki te mocuje się w szczękach maszyn, wkładając do rury w części chwytowe parę dopasowanych trzpieni zapobiegających spłaszczeniu końców przez szczęki. Trzpienie powinny mieć odpowiednio zaokrąglone końce, aby nie przecinały obciskającej się na nich rury. .

W przypadku grubszych rur rozciąganiu poddaje się wzdłużne paski o grubości równej grubości ścianki rury i przekroju poprzecznym o kształcie segmentu pier-