Politechnika Wrocławska Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii		Wydział: Elektryczny Rok: Grupa: Rok akad. :
Laboratorium Podstaw Inżynierii Materiałowej
Data ćw. Nr ćwiczenia	Temat:	Ocena: Podpis:

1. Celem ćwiczenia jest:

- badanie udarności próbek młotem Charpiy'ego,

- badanie udarności mikropróbek na dynstacie,

- badanie wytrzymałości mikropróbek na zginanie statyczne,

- badanie wytrzymałości i wydłużalności papieru na rozciąganie w różnych kierunkach

- pomiar oporu przedarcia papieru.

2. Ćwiczenie wykonaliśmy według następujących norm:

PN-81/C-89029,
PN-58/C-89028,
PN-72/C-04243,

PN-65/50128,
PN-83/P-50133,

PN-85/P-50130,

PN-93/P-50131.

3. Parametry badanych próbek.

Papier bakelizowany					Tekstolit
próbki	dł. [mm]	szer. [mm]	gr. [mm]		próbki	dł. [mm]	szer. [mm]	gr. [mm]
1	15	10,2	2,2		1	15	10	1,8
2	15	10,2	2,2		2	15	10,1	1,75
3	15	10	2,2		3	15	10	1,8
4	15	10	2,3		4	15,1	10	1,75
5	15,1	10	2		5	15	10,1	1,8
6	15,1	10	235,		6	15,2	10	1,8
7	14,9	10,6	2		7	15	10	1,8
8	15	10,1	23,		8	15,1	10	1,85
9	15	10,1	2,4		9	15	10	1,8
10	15	10,15	2,2		10	15	10,1	1,8

- badanie młotem Charpiy'ego - melamina o wymiarach około 10 x 15 x 120 mm, dokładne wymiary w tabeli poniżej,

- badanie udarności na dynstacie, badanie wytrzymałości na zginanie statyczne - wymiary próbek w wyżej wymienionych tabelach,

- badanie wytrzymałości i wydłużalności papieru na rozciąganie w różnych kierunkach - paski papieru o wymiarach 15 x 180 mm, grubość próbki podłużne 0,11 mm, poprzeczne 0,106 mm,

- pomiar oporu przedarcia papieru - 3 papierki razem o wymiary 65 x 55 mm grubość papier cięty poprzecznie 0,32 mm, papier cięty podłużnie 0,334 mm,

4. Spis przyrządów:

- młot Charpy'ego

- dynstat

- zrywarka

- aparat Elmendorfa

5. Wynik badań

5.1) Młot Charpy'ego :

Melamina

Próbki	h [cm]	b [cm]	A [kGcm]	U [kG/cm^2]
1	1	1,49	3,8	2,55
2	0,99	1,5	6	4,04
3	1,01	1,5	6	3,96
4	1	1,49	4,4	2,95
5	1	1,51	5,5	3,64
6	1,01	1,5	6	3,96

1,2,3 - nowe próbki melaminy	Uśr 1,2,3 = 3,51 [kG/cm^2]
4,5,6 - próbki po zjawisku Martensa (palone w temp. 160 °C)	Uśr 4,5,6 = 3,51 [kG/cm^2]

5.2) Dynstat :

Tekstolit

Próbki	h [cm]	b [cm]	A [kGcm]	U [kG/cm^2]
1	0,18	1	1,2	6,66
2	0,175	1,01	1,3	7,35
3	0,18	1	1,305	7,25
4	0,175	1	1,205	6,88
5	0,18	1,01	1,15	6,32

U_śr = 6,89 [kG/cm²]

Papier bakelizowany

Próbki	h [cm]	b [cm]	A [kGcm]	U [kG/cm^2]
1	0,22	1,02	1,4	6,24
2	0,22	1,02	1,7	7,57
3	0,22	1	1,65	7,5
4	0,23	1	1,55	6,74
5	0,2	1	1,8	9

U_śr = 7,41 [kG/cm²]

5.3) Zginanie na dynstacie:

Papier bakelizowany (z ciężarkiem C)

Próbki	h [cm]	b [cm]	M [kGcm]	σzg [kG/cm^2]
6	0,235	1	10,8	1173,4
7	0,2	1,06	14	1981,1
8	0,23	1,01	6	672,8
9	0,24	1,01	16	1650,2
10	0,22	1,05	13	1534,8

σ_{zg śr} = 1402,6 [kG/cm²]

Tekstolit (z ciężarkiem A)

Próbki	h [cm]	b [cm]	M [kGcm]	σzg [kG/cm^2]
6	0,18	1	6	1111,1
7	0,18	1	6	1111,1
8	0,185	1	5,4	946,7
9	0,18	1	5,4	1000
10	01,18	1,01	6	1100,1

σ_{zg śr} = 1053,8 [kG/cm²]

5.4) Opór przedarcia na aparacie Elmendorfa ( 3 papierki razem):

Próbki podłużna					Próbki poprzeczne
Próbki	gf		mN		Próbki	gf		mN
1	20	=	200		1	22	=	220
2	18	=	180		2	20	=	200
3	18	=	180		3	24	=	240
4	19	=	190		4	25	=	250
5	20	=	200		5	25	=	250
średnia	19	=	190		średnia	23,2	=	232
grubość 0,334 mm					grubość 0,32 mm

5.5) Zrywanie papieru na zrywarce

Poprzeczne						Podłużne
Próbki	P [kg]	b [mm]	%	R [kg/mm^2]		Próbki	P [kg]	b [mm]	%	R [kg/mm^2]
1	8	9	5	8,8		1	13,3	3	1,8	44,33
2	7,5	8	4,5	9,37		2	13,6	3	1,8	45,33
3	7,5	8	4,5	9,37		3	13,2	3	1,8	44
4	7,45	7,5	4,4	9,43		4	14	3,5	2	40
5	7,75	8	4,4	9,68		5	15,6	4	2	39

grubość 0,106 mm, grubość 0,11 mm

6. Wzory stosowane do obliczeń.

- udarność

A - praca zużyta na złamanie próbki

b, h - szerokość i wysokość próbki

- wytrzymałość na zginanie statyczne

M - moment zginający

- wskaźnik przekroju poprzecznego

- wytrzymałość dla papieru

P - siłą potrzebna do zerwania próbki

D - grubość

b - szerokość

- odporność na przedarcie

F_śr - wartość średnia odczytu ze skali

p - liczba arkusików przedartych równocześnie, dla których wykalibrowanie skali wahadła umożliwia bezpośredni odczyt

n - liczba arkusików przedartych równocześnie

7. Przykładowe obliczenia:

8. Uwagi i wnioski:

- Przy pomiarze udarności próbek młotem Charpiy'ego widać, że próbki melaminy palone w temperaturze 160 °C mają taką samą udarność średnią co nowe próbki melaminy. Wnioskować z tego można, iż temperatura nie ma wpływu na udarność.

- Przy pomiarze udarności mikropróbek na dynstacie widać, że próbki z tekstolitu mają podobną udarność jak próbki z papieru bakelizowanego. Spowodowane jest to, że wymiary odbiegają od polskich norm.

- Przy pomiarze wytrzymałości mikropróbek na zginanie statyczne, zauważyć można, że średnia wytrzymałość na zginanie papieru bakelizowanego jest o około 350 [kG/cm²] większa od tekstolitu. Spowodowane jest to, iż moment zginający jest niekiedy dwa razy większy papieru bakelizowanego od tekstolitu.

- Przy pomiarze oporu przedarcia papieru widać, że mniejszy opór na przedarcie mają próbki podłużne.

- Przy pomiarze wytrzymałości i wydłużalności papieru na rozciąganie w różnych kierunkach widać, że o wiele mniejszą wytrzymałość na rozciąganie mają próbki poprzeczne nawet niekiedy o ponad 4 razy.

1

[kGcm/cm²]

[kG/cm²]

[kG/mm²]

[kGcm/cm²]

[kG/cm²]

[kG/mm²]

---