1. Cel ćwiczeń:
- Wyznaczenie umownej granicy sprężystości
- Wyznaczenie umownej granicy plastyczności
- Wyznaczenie współczynnika sprężystości liniowej E (moduł Younga)
2. Teoria z uwzględnieniem PN.
Ścisła próba rozciągania przeprowadzana jest w celu określenia granic stosowania prawa Hook’a
oraz wyznaczenia współczynnika sprężystości podłużnej zwanego modułem Younga. Ponadto
w materiałach bez wyraźnej granicy plastyczności badanie ma na celu wyznaczenie umownych
granic sprężystości i plastyczności.
-umowna granica sprężystości - naprężenie nominalne, wywołujące w próbce wydłużenie plastyczne równe 0, 05%
gdzie:
S0 - pole przekroju poprzecznego próbki wyznaczone przed badaniem,
F0,05 - siła rozciągająca wywołująca w próbce wydłużenie plastyczne równe 0, 05%
-umowna granica plastyczności - naprężenie nominalne, wywołujące w próbce wydłużenie plastyczne równe 0, 2%
F0,2 - siła rozciągająca wywołująca w próbce wydłużenie plastyczne równe 0, 2%
-nominalny współczynnik sprężystości podłużnej - współczynnik wyznaczony na wybranym poziomie obciążenia
i - wybrany poziom obciążenia (siły rozciągającej),
- naprężenia rozciągające w próbce wyznaczone w poziomie obciążenia Pi,
- naprężenia rozciągające wyznaczone w poprzednim poziomie obciążenia Pi−1,
- odkształcenia względne w rozciąganej próbce wywołane obciążeniem Pi,
- odkształcenia względne w rozciąganej próbce wywołane obciążeniem Pi−1,
L - baza pomiarowa wyznaczony przez ostrza tensometrów,
ΔLi - średnie wydłużenie próbki odczytane przy obciążeniu Pi,
ΔLi−1 - średnie wydłużenie próbki odczytane przy obciążeniu Pi−1,
ΔLi−2 - średnie wydłużenie próbki odczytane przy obciążeniu Pi−2
-współczynnik sprężystości podłużnej (moduł Younga) - średnia arytmetyczna
współczynników uzyskanych na różnych poziomach obciążenia:
3. Schemat i zasada działania:
Po zamocowaniu próbki w maszynie wytrzymałościowej należy założyć na nią zestaw dwu tensometrów. Każdy czujnik styka się dwoma ostrzami z badaną próbką. Początkowa odległość
ostrzy wyznacza długość bazy pomiarowej L.
Próbkę obciążamy powoli ręcznym napędem do niewielkiej wstępnej siły F0, gdzie zerujemy
wskazania tensometrów. W następnym kroku zwiększamy obciążenie o wartość F0
i ponownie zapisujemy wskazania czujników. Czynności te powtarzamy zwiększając siłę rozciągającą o kolejne wielokrotności F0.
W każdym kroku obciążenia kontrolujemy przyrosty wydłużenia próbki _Li, tzn obliczamy
różnicę pomiędzy bieżącym, a poprzednim wskazaniem czujników. Jeśli wskazania powtarzają się tzn nie wychodzimy poza zakres sprężystych odkształceń, badanie można zakończyć.
4. Przebieg doświadczenia:
Próba rozciągania wykonywana jest na stalowym drucie o średnicy około ok. 1,33 mm. Długość – 100 mm.
Wartość siły wstępnej = 10 % siły zrywającej.
A) Przed przeprowadzeniem badania należy:
- ustalić wartość siły wstępnej
- ustalić początkową siłę rozciągającą: F0,
- ustalić kroki obciążenia, najczęściej przyjmowane jako wielokrotności siły F0,
- zamocować próbkę w maszynie wytrzymałościowej,
- zamocować zestaw tensometrów na próbce,
- wyzerować czujniki
- ustalić długość bazy pomiarowej L – odcinka wyznaczonego
B) Podczas badania należy:
- obciążyć próbkę do początkowej siły rozciągającej: F0,
- wyzerować tensometry,
- zwiększać obciążenie zgodnie z procedurą opisaną wcześniej,
- notować wielkości siły rozciągającej oraz wskazania czujników,
- wyznaczać bieżące przyrosty wydłużenia próbki i porównywać je z poprzednimi, do chwili
uzyskania wydłużenia trwałego równego 0, 05% następnie 0, 2% i ostatecznie 0, 3%,
- wyniki pomiarów zestawiać tabelarycznie zgodnie z formularzem podanym w sprawozdaniu
C) Po wykonaniu badania należy:
- wyznaczyć umowną granicę plastyczności
- wyznaczyć umowną granicę sprężystości
- Wyznaczyć współczynnik sprężystości liniowej E
początkowa długość pomiarowa próbki:
L0 =100 [mm]
początkowa średnica próbki:
d0 =1,33 [mm]
początkowe pole przekroju poprzecznego próbki:
S0 =1,39 [mm2]
D) Tabelaryczne opracowanie wyników badania:
Lp.
F [N]
ODCZYTY
L
P
ŚR.
1
50
0
2
100
0.020
3
150
0.038
4
200
0.056
5
250
0.073
6
300
0.091
0.090
0.0905
7
350
0.108
0.103
0.1055
8
400
...
edudako