MG!35

Mierzą one siły dokładniej niż układy poprzednie. Sygnał z tych przetworników jest podawany na układ silniczków (selsynów), sterujących ruchem wskazówki wskazomierza kolistego lub liniowego, z którego, podobnie jak poprzednio, odczytuje się wartość obciążenia próbki. W maszynach starszych zmiana zakresu obciążenia odbywa się poprzez zmianę ciężaru uchylnego, przy czym najczęściej dolny (najczulszy) zakres obciążenia wynosi 20% górnego zakresu obciążenia. W nowszych maszynach (FPZ 100, INSTRON 1115) zmiany zakresu dokonuje się przełącznikiem (zakres obciążenia maksymalnego zawiera się do 50 zakresów obciążenia minimalnego) lub przez wymianę przetwornika dynamometrycznego (głowicy pomiarowej).

Z urządzeniem do rejestracji siły jest sprzęgnięte urządzenie do rejestracji odkształceń próbki. Przedstawiony schemat działania takiego rejestratora dotyczy maszyn starszej generacji, np. ZD 5 (rys. 2.2). Zasadniczym elementem rejestratora jest bęben (/) z nawiniętą taśmą papierową, na której specjalny pisak (2) rysuje wykres: obciążenie-odkształcenie. Obrót bębna jest wymuszony przesuwem dolnego bloku uchwytu (3) i jest do tego przesuwu proporcjonalny. Ruch pisaka w poprzek taśmy papierowej zostaje wymuszony ruchem dźwigni uchylnej siłomierza (4); jest więc proporcjonalny do obciążenia. Należy stwierdzić, że na wykresie sporządzonym przy użyciu tego typu rejestratora wartości siły są rejestrowane dokładnie, natomiast odkształcenie próbki jest rejestrowane z pewnym błędem. Wynika on stąd, że na wartości rejestrowane na wykresie mają wpływ nie tylko same odkształcenia próbki, ale i odkształcenia uchwytów, a także luzy w układzie, poślizg próbki w uchwytach itp. W maszynach nowszej generacji droga przesuwu dolnego bloku uchwytu jest mierzona czujnikami elektronicznymi, np. typu opornościowego. Sygnał z tych czujników jest podawany na silniczki sterujące ruchem bębna z nawiniętą taśmą papierową. Ruch pisaka w poprzek taśmy powodują silniczki sterowane sygnałem z przetworników dynamometrycznych. W tym przypadku pomiar odkształcenia jest dokładniejszy niż poprzednio, ale niewystarczająco dokładny np. przy wykonywaniu tzw. ścisłej próby rozciągania. W takich przypadkach w maszynach wszelkich typów i generacji stosuje się zewnętrzne czujniki bądź to mechaniczne, bądź elektroniczne (np. indukcyjne), dostawiane bezpośrednio do próbki. Mierzą one odkształcenia ściśle określonego odcinka próbki. Sposób ten będzie opisany w punkcie 2.1.2.

2.1.1.4. Nowoczesne maszyny wytrzymałościowe

Nowe maszyny wytrzymałościowe, jak np. INSTRON 1115, charakteryzują się dużą uniwersalnością zastosowań oraz możliwością programowania badań (współpraca z komputerem).

Umożliwiają one prowadzenie badań zarówno w zakresie bardzo małych (0,1 N), jak i bardzo dużych (np. 100 kN) obciążeń. Prędkość przesuwu belki może być dobrana w bardzo szerokich granicach (np. od 0,05 mm/min do 500 mm/min). Prędkość ta może być stała lub programowana (wymuszana) za pomocą odpowiedniego programu komputerowego.

Maszyny te mogą być również stosowane do obciążeń cyklicznych (zmęczeniowych), gdzie punktem nawrotu może być wielkość osiągniętej siły (obciążenia), wielkość przesuwu belki lub wielkość odkształcenia badanej próbki.

Pełny cykl badań, tzn. wymuszenie obciążeń, jak i analiza wyników próby (obliczenia np. granic wytrzymałości i innych wielkości) może być przeprowadzony za pomocą odpowiedniego programu komputerowego. Dotyczy to zarówno zwykłej, jak i ścisłej próby rozciągania (po odpowiednim wyposażeniu maszyn).

2.1.2. Próba rozciągania

2.1.2.1. Wprowadzenie

Statyczna próba rozciągania w warunkach określonych normą PN-91/H-04310 jest podstawowym rodzajem badania metali, mających zastosowanie w technice i pozwala na określenie właściwości plastycznych i wytrzymałościowych metali. Realizowana jest przy wykorzystaniu poprzednio opisanych maszyn wytrzymałościowych. Polega ona na statycznym rozciąganiu badanej próbki z określoną prędkością, aż do rozerwania i wyznaczenia jednej lub kilku wielkości charakteryzujących materiał, przewidzianych normą. Tradycyjnie (nazwy nie objęte normą) mówi się o zwykłej i o ścisłej próbie rozciągania. Próba zwykła nie wymaga dodatkowego oprzyrządowania, natomiast w próbie ścisłej mierzy się dodatkowym dokładnym czujnikiem odkształcenie ściśle określonego odcinka próbki. Do zalet próby rozciągania, obok prostoty wykonania, należy zaliczyć: uzyskiwanie jednorodnego stanu naprężenia w próbce do pewnego, określonego etapu rozciągania, możliwość wyznaczenia wielu wielkości charakteryzujących mechaniczne właściwości materiału, możliwość obserwacji procesu rozciągania oraz pełną porównywalność wyników uzyskanych na znormalizowanych próbkach.

Próba ścisła rozciągania będzie omówiona w punkcie 2.1.3, natomiast niżej opisana będzie próba zwykła. Jej celem jest: uzyskanie wykresu: obciążenie—wydłużenie bezwzględne F = /(AL) lub po przeskalowaniu: naprężenie—odkształcenie R ■ /(e), wyznaczenie wytrzymałości na rozciąganie R_m, wyraźnej granicy plastyczności R_t (jeżeli występuje), naprężenia rozrywającego R_u, wydłużenia próbki przewężenia Z i wydłużenia równomiernego A_r. Dla materiałów, które me mają wyraźnej granicy plastyczności, norma przewiduje tzw. umowną granicę, jak również - umowną granicę sprężystości. Te wielkości, a także moduł sprężystości wzdłużnej E wyznacza się w ścisłej próbie rozciągania.

31