312437 - NAUKA O MATERIAŁACH - MMD89

312437.doc
(63 KB) Pobierz
2.Teoria
Statyczna próba rozciągania – podstawowa metoda badań wytrzymałościowych dla metalowych
materiałów konstrukcyjnych.
W statycznej próbie rozciągania rozciąga się odpowiednio wykonany pręt o przekroju okrągłym
wykorzystując urządzenie zwane zrywarką. W czasie próby rejestruje się zależność przyrostu
długości próbki od wielkości siły rozciągającej oraz rejestruje się granicę sprężystości,
przewężenie próbki i siłę zrywającą próbkę. Naprężenia w próbce oblicza się dzieląc siłę
rozciągającą przez pole przekroju poprzecznego próbki (uwzględniając przewężenie lub nie
uwzględniając go).
Typowy wykres naprężenie-odkształcenie pokazuje rysunek po lewej.
Początkowo wzrost naprężenia powoduje liniowy wzrost odkształcenia. W zakresie tym
obowiązuje prawo Hooke'a. Po osiągnięciu naprężenia Rsp, zwanego granicą sprężystości materiał
przechodzi w stan plastyczności, a odkształcenie staje się nieodwracalne. Przekroczenie granicy
sprężystości, zauważalne w okresie chwilowego braku przyrostu naprężenia, powoduje przejście
materiału w stan plastyczny. Dalsze zwiększanie naprężenia powoduje nieliniowy wzrost
odkształcenia, aż do momentu wystąpienia zauważalnego, lokalnego przewężenia zwanego szyjką.
Naprężenie, w którym pojawia się szyjka, zwane jest wytrzymałością na rozciąganie Rm. Dalsze
rozciąganie próbki powoduje jej zerwanie w punkcie zerwania Pz.
(Uwaga! Wykres przedstawia dwie linie. Przerywana pokazuje naprężenie rzeczywiste obliczane
przy uwzględnieniu przewężenia próbki. Linia ciągła pokazuje wykres naprężenia obliczanego
przy uwzględnieniu pola wyjściowego próbki. Czyni się tak, by zaobserwować wartość Rm,
będącą lokalnym maksimum krzywej).
Ten ogólny przypadek znacznie różni się dla różnych materiałów. Np. materiały sprężyste, jak
stale wysokowęglowe, żeliwa, stale sprężynowe, nigdy nie przechodzą w stan plastyczny, lecz
wcześniej ulegają zerwaniu. Dla wielu materiałów granica plastyczności jest trudna do określenia,
gdyż nie istnieje wyraźnie przejście z zakresu sprężystego do plastycznego.
Na podstawie wyników pomiarów statyczną próbą rozciągania można określić podstawowe
wielkości wytrzymałościowe materiału, jakimi są: Rsp, Re, Rm, moduł Younga i współczynnik
Poissona.
Granica sprężystości- R to takie naprężenie, po przekroczeniu którego nie następuje
sp
powrót - po zdjęciu obciążenia - do pierwotnej, nieodkształconej i wolnej od naprężeń postaci.
W materiale pozostają trwałe deformacje bądź to w wyniku uplastycznienia materiału (przejście ze
stanu sprężystego w plastyczny), bądź to w wyniku uszkodzeń lub wręcz dekohezji.
Oprócz granicy sprężystości, często wyróżnia się granicę proporcjonalności, czyli wartości
naprężeń dla których odkształcenia (jak też przemieszczenia) są liniową funkcją naprężeń.
Wytrzymałość na rozciąganie R - Jest to naprężenie odpowiadające największej sile
m
niszczącej Fm uzyskanej w czasie prowadzenia próby rozciągania, odniesionej do pierwotnego
przekroju poprzecznego tej próbki:
Rm = Fm / So [kG/mm2]
Górna granica plastyczności - naprężenie, po którego osiągnięciu następuje pierwszy
spadek siły rozciągającej próbkę.
Górna granica sprężystości określona jest wzorem:
Re - naprężenie w granicy plastyczności
Fe - siła obciążająca próbkę w granicy plastyczności
S - pole przekroju próbki pod działaniem siły Fe
Wydłużenie A jest to przyrost długości pomiarowej próbki po jej rozerwaniu
odniesiony do pierwotnej długości próbki wyrażony w procentach:
A=[(lu-lo)/ lo]*100%
Przewężenie Z jest to zmniejszenie pola powierzchni przekroju poprzecznego
próbki w miejscu rozerwania w odniesieniu do pola powierzchni jej przekroju pierwotnego:
Z=[(su-so)/ so]*100%
Dolna granica plastyczności jest to najmniejsze naprężenie rozciągające występujące
po przekroczeniu górnej granicy plastyczności.
Moduł Younga (E)- inaczej moduł odkształcalności liniowej albo moduł sprężystości
podłużnej (w układzie odniesienia SI). Wielkość uzależniająca odkształcenie liniowe ε materiału
od naprężenia σ jakie w nim występuje w zakresie odkształceń sprężystych.
Współczynnik Poissona (υ) jest stosunkiem odkształcenia poprzecznego do odkształcenia
podłużnego przy osiowym stanie naprężenia. Współczynnik Poissona jest wielkością
bezwymiarową i nie określa sprężystości materiału, a jedynie sposób w jaki się on odkształca.
Jeżeli w przypadku materiału izotropowego w rozpatrywanym punkcie ciała wyróżnimy kierunek
m i jeżeli w tym punkcie jedynie naprężenie σm ≠ 0 (zaś pozostałe składowe naprężenia są równe
zero), to współczynnik Poissona:
ε - odkształcenie, n - dowolny kierunek prostopadły do m
Twardość – cecha ciał stałych świadcząca o podatności lub odporności na odkształcenia
powierzchni, zgniecenie jej lub zarysowanie, pod wpływem zewnętrznego nacisku. Twardość
materiału mierzy się za pomocą sklerometru i mikrotwardościomierza. Twardość jest istotną
charakterystyką materiałów konstrukcyjnych. Dla każdego z typu tych materiałów utworzono
odpowiednie metody klasyfikacji i pomiarów twardości.
Skala twardości Rockwella – zespół skal dla oznaczania twardości metali na podstawie
testu dokonanego metodą Rockwella. Twardość w skali Rockwella oznacza się HR. Stosowanych
jest kilka odmiennych skal, z których każda przeznaczona jest dla odmiennych stopów metali:
Skale C i A stosuje się dla stali hartowanych.
Skale B i F stosuje się dla stali niehartowanych i metali nieżelaznych
Skale N i T stosuje się dla próbek o małych rozmiarach, bądź bardzo cienkich.
Przy podawaniu twardości określanej w skali Rockwella, w symbolu uwzględnia się metodę, np.
HRC dla metody C. Zakres skali Rockwella wynosi od 20 dla miękkich stopów do 100 dla stali
hartowanej.
Metoda Rockwella polega na pomiarze głębokości wcisku dokonanego wzorcowym stożkiem
diamentowym (o kącie wierzchołkowym 120°) dla skali C, A i N lub stalowej, hartowanej kulki o
średnicy 1,5875 mm (1/16") w metodach B, F i T przy użyciu odpowiedniego nacisku. Metoda ta
jest łatwa w użyciu i szybka, gdyż stosuje się przy niej specjalne przyrządy, które same odczytują
głębokość wgniecenia i określają twardość, bez konieczności dokonywania dodatkowych
pomiarów i obliczeń.
Udarność - odporność materiału na złamanie przy uderzeniu.
Miarą udarności zgodnie z PN jest stosunek energii zużytej na złamanie próbki za pomocą
jednorazowego uderzenia do przekroju poprzecznego próbki w miejscu karbu:
K - praca uderzenia [J]
S - powierzchnia początkowa przekroju w miejscu karbu cm
2
Do wykonywania tych badań wykorzystuje się urządzenia umożliwiające przyłożenie dużej siły w
krótkim czasie, zwane zazwyczaj młotami udarowymi. Najczęściej spotykanym urządzeniem jest
młot Charpy'ego.
Schemat młota wahadłowego typu Charpy.
3
Plik z chomika:
MMD89
Inne pliki z tego folderu:

15.pdf (187 KB)
 312437.doc (63 KB)
 35.PDF (170 KB)
 36.PDF (183 KB)
 3_11n.pdf (194 KB)
Inne foldery tego chomika:



ANGIELSKI
ECDL - Word
ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA ANALOGOWA
 INFORMATYKA
 MATEMATYKA
Zgłoś jeśli naruszono regulamin





Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dział Pomocy
Opinie


Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Copyright © 2012 Chomikuj.pl