Politechnika Wrocławska Instytut
Podstaw Elektrotechniki
i Elektrotechnologii
Wydział: Elektryczny
Rok:
Grupa:
Rok akad. :
Laboratorium Podstaw Inżynierii Materiałowej
Data ćw.
Nr ćwiczenia
Temat:
Ocena:
Podpis:
Politechnika Wrocławska Instytut |
|
Wydział: Elektryczny Rok: Grupa: Rok akad. : |
Laboratorium Podstaw Inżynierii Materiałowej |
||
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/cm2] |
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/cm2] |
4,5,6 - próbki po zjawisku Martensa |
Uśr 4,5,6 = 3,51 [kG/cm2] |
5.2) Dynstat :
Tekstolit
Próbki |
h [cm] |
b [cm] |
A [kGcm] |
U [kG/cm2] |
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 |
Uśr = 6,89 [kG/cm2]
Papier bakelizowany
Próbki |
h [cm] |
b [cm] |
A [kGcm] |
U [kG/cm2] |
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 |
Uśr = 7,41 [kG/cm2]
5.3) Zginanie na dynstacie:
Papier bakelizowany (z ciężarkiem C)
Próbki |
h [cm] |
b [cm] |
M [kGcm] |
σzg [kG/cm2] |
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 |
σzg śr = 1402,6 [kG/cm2]
Tekstolit (z ciężarkiem A)
Próbki |
h [cm] |
b [cm] |
M [kGcm] |
σzg [kG/cm2] |
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 |
σzg 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 |
b [mm] |
% |
R |
|
Próbki |
P |
b [mm] |
% |
R |
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
Fśr - 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]