Laboratorium Wytrzymałości Materiałów |
||
WMRiP Grupa M5 Rok II Semestr IV Nr podgrupy I
Posadzy Piotr Walkowiak Daniel Winiecki Mariusz Wróblewski Adam Wróblewski Paweł |
Temat: Zmęczenie materiału. |
|
Data wykonania ćwiczenia: 1998-04-04 |
Data oddania sprawozdania: 1998-04-09 |
Ocena: |
Charakterystyka metody badawczej.
Badana próbka została poddana stopniowo wzrastającemu obciążeniu zmęczeniowemu o przebiegu sinusoidalnym o stałych parametrach: amplitudzie cyklu naprężenia, średnim naprężeniu cyklu i częstotliwości.
Schemat urządzenia i szkic próbki.
łożyska P
Licznik
obrotów próbka
ciężarek listwa obciążająca
L
d
d = 6,68mm
L = 105mm
Charakterystyka obciążenia i stan naprężeń w próbce.
Z powodu braku możliwości odczytania z danego wykresu wartości siły P, siłę
tą wyznaczyliśmy z proporcji:
gdzie:
60 - dana siła z wykresu [N]
20 - liczba działek z wykresu,
38,5 - liczba działek na listwie obciążającej,
Aby wyznaczyć σ przekształcamy wzór:
4. Opracowanie próby w tablicy.
Lp. |
Naprężenia [MPa] |
Stan licznika |
Liczba przeprowadzonych cykli |
|
|
|
Na początku |
Na końcu |
|
1 |
120 |
8300 |
58300 |
50000 |
2 |
140 |
58300 |
108300 |
50000 |
3 |
160 |
108300 |
158300 |
50000 |
4 |
180 |
158300 |
208200 |
49900 |
5 |
200 |
208200 |
258200 |
50000 |
6 |
220 |
258200 |
308200 |
50000 |
7 |
240 |
308200 |
358400 |
50200 |
8 |
260 |
358400 |
408400 |
50000 |
9 |
280 |
408400 |
456400 |
50000 |
10 |
300 |
456400 |
506700 |
50000 |
11 |
384,5 |
506700 |
542100 |
35400 |
Opracowanie wyników próby Locati.
σi [MPa] |
ni |
Krzywa 1 |
Krzywa 2 |
Krzywa 3 |
Krzywa 4 |
||||
|
|
Ni1 |
ni/Ni1 |
Ni2 |
ni/Ni2 |
Ni3 |
ni/Ni3 |
Ni4 |
ni/Ni4 |
120 |
50000 |
3,5*106 |
0,0142 |
|
|
|
|
|
|
140 |
50000 |
2*106 |
0,025 |
3,5*106 |
0,01428 |
|
|
|
|
160 |
50000 |
1*106 |
0,05 |
2*106 |
0,025 |
3,5*106 |
0,01428 |
|
|
180 |
49900 |
6,2*105 |
0,0804 |
1*106 |
0,0499 |
2*106 |
0,02495 |
3,5*106 |
0,01428 |
200 |
50000 |
3*105 |
0,1666 |
6,2*105 |
0,08064 |
1*106 |
0,05 |
2*106 |
0,025 |
220 |
50000 |
1,6*105 |
0,3125 |
2,9*105 |
0,1724 |
6,2*105 |
0,0806 |
1*106 |
0,05 |
240 |
50200 |
9*104 |
0,5577 |
1,6*105 |
0,3137 |
2,9*105 |
0,1731 |
6,2*105 |
0,0809 |
260 |
50000 |
4,8*104 |
1,0416 |
9*104 |
0,5555 |
1,6*105 |
0,3125 |
2,9*105 |
0,1724 |
280 |
50000 |
2,8*104 |
1,7857 |
4,8*104 |
1,0416 |
9*104 |
0,5555 |
1,6*105 |
0,3125 |
300 |
50000 |
1,4*104 |
3,5714 |
2,8*104 |
1,7857 |
4,8*104 |
1,0416 |
9*104 |
0,5555 |
384,5 |
35400 |
1,1*104 |
3,2181 |
1,9*103 |
18,6315 |
3,6*103 |
9,8333 |
8*103 |
4,425 |
σi [Mpa] |
ni |
Krzywa 5 |
Krzywa 6 |
Krzywa 7 |
Krzywa 8 |
||||
|
|
Ni5 |
ni/Ni5 |
Ni6 |
Ni/Ni6 |
Ni7 |
ni/Ni7 |
Ni8 |
ni/Ni8 |
120 |
50000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
140 |
50000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
160 |
50000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
49900 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
50000 |
3,5*106 |
0,01428 |
|
|
|
|
|
|
220 |
50000 |
1,9*106 |
0,0263 |
3,5*106 |
0,01428 |
|
|
|
|
240 |
50200 |
1*106 |
0,0502 |
1,9*106 |
0,0264 |
3,5*106 |
0,0143 |
|
|
260 |
50000 |
6,2*105 |
0,0806 |
1*106 |
0,05 |
1,9*106 |
0,0263 |
3,5*106 |
0,01428 |
280 |
50000 |
2,9*105 |
0,1724 |
6,2*105 |
0,0806 |
1*106 |
0,05 |
1,9*106 |
0,0263 |
300 |
50000 |
1,6*105 |
0,3125 |
2,9*105 |
0,1724 |
6,2*105 |
0,0806 |
1*106 |
0,05 |
384,5 |
35400 |
1,35*105 |
0,2622 |
2,5*105 |
0,1416 |
4,4*105 |
0,0804 |
8,5*105 |
0,0416 |
σi [Mpa] |
ni |
Krzywa 9 |
Krzywa 10 |
||||||||
|
|
Ni9 |
ni/Ni9 |
Ni10 |
ni/Ni10 |
||||||
120 |
50000 |
|
|
|
|
||||||
140 |
50000 |
|
|
|
|
||||||
160 |
50000 |
|
|
|
|
||||||
180 |
49900 |
|
|
|
|
||||||
200 |
50000 |
|
|
|
|
||||||
220 |
50000 |
|
|
|
|
||||||
240 |
50200 |
|
|
|
|
||||||
260 |
50000 |
|
|
|
|
||||||
280 |
50000 |
3,5*106 |
0,0142 |
|
|
||||||
300 |
50000 |
1,9*106 |
0,0263 |
3,5*106 |
0,0142 |
||||||
384,5 |
35400 |
1,5*106 |
0,0236 |
2,8*106 |
0,0126 |
Wnioski.
Po obliczeniu sum skumulowanych uszkodzeń ∑ni/Ni dla każdej z bazowych krzywych Wöhlera i naniesieniu nich na wykres interpolacyjny w funkcji trwałej wytrzymałości zmęczeniowej Z [f(Z)] odpowiadającej bazowej krzywej Wöhlera, wyznaczyliśmy na podstawie hipotezy Minera ∑ni/Ni = 1 trwałą wytrzymałość zmęczeniową, która wynosi:
Z = 198 MPa
Wartość ta może znacznie odbiegać od rzeczywistej wytrzymałości tego
materiału z powodu utrudnionego odczytu z wykresu interpolacyjnego i konieczności posiadania krzywych Wöhlera.
Silnik