wytrzymalosc 3, Skrypty, UR - materiały ze studiów, III semsestr, Materiałoznastwo, 1
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW (MECHANIKA)– sprawozdanie z laboratorium nr 3Autorka: GustawaĆwiczenie31. Celćwiczenia:Celemćwiczeniajest doświadczalne wyznaczenie modułu Younga i umownej granicyplastyczności oraz sprężystości metodą obciążenia. Wykreślenie wykresów: F=f(ε),σ=ψ(εp),F=f(∆l).2. Definicje szukanych wielkości:– moduł Younga – definiuje się jako stosunek naprężeniaσdo odpowiadającego muwydłużenia jednostkowegoε, co daje się zapisać wzorem:E=σεa także jako współczynnik kierunkowy prostoliniowego odcinka wykresu rozciągania i jestrówny co do wartości tangensowi kątaαnachylenia liniowej części wykresu rozciągania.E=∆F∆ε⋅SdaNmm2ε=S1+S2105gdzie:∆F – przyrost obciążenia∆ε– przyrost wydłużenia względnego odpowiadający przyrostowi∆FS– pole powierzchni przekroju poprzecznego początkowego próbki (w próbce użytej wdoświadczeniuS=63,61mm2S1,S2– odczyty na skali podawane w mm z dokładnością do 0,1mm.– umowna granica proporcjonalności –RH(granica stosowalności prawa Hook’a) to takiegraniczne naprężenie, którego przyrostom wydłużenia względnego odpowiadająproporcjonalne przyrosty naprężeń. Oznacza to, iż wykres rozciągania do momentuosiągnięcia granicy proporcjonalności jest linią prostą.– umowna granica sprężystości -Rspto największa wartość naprężenia nie powodującegopowstania w próbce odkształceń trwałych.R0,05to takie naprężenie normalne przyjednoosiowym stanie napięcia, któremu odpowiada właściwe wydłużenieεp=0,05%R0, 05=F0,05SdaNmm2©WWW.ZIE.PG.PRV.PL1WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW (MECHANIKA)– sprawozdanie z laboratorium nr 3Autorka: Gustawa– umowna granica plastyczności –R0, 2to takie naprężenie przy jednoosiowym stanienapięcia, któremu odpowiada właściwe wydłużenie trwałeεp=0,2%R0 , 2=3. Mechanizm histerezy sprężystej:F0, 2SdaNmm2Jeżeli w czasie obciążenia poruszać się będziemy po krzywej rozciągania przekraczającgranicę sprężystościRsp, to przy odciążeniu powrót nie nastąpi wzdłuż tej samej krzywej,lecz po prostej równoległej do prostoliniowej części wykresu krzywej rozciągania. Gdynaprężenia zmaleją do 0, próbka nie wróci do swej pierwotnej długości, ponieważ doznaplastycznego odkształcenia.4. Tabele pomiarowe i przykłady obliczeń:Tabelka pomiarowa do wyznaczenia modułu Younga:Lp.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.SiłarozciągającaFdaNOdczyty skaliPrawa skalaLewa skalaWydłużeniewzględneε101531,54661,57996114130,5147,5[]S1[mm]6,514,52229,537455360,568,5S2[mm]8,51724324251617079[ ]−5200400600800100012001400160018002000Tabelka pomiarowa do wyznaczenia umownej granicy sprężystości:SiłaobciążającaFdaNWskazanie tensometru po odciążeniu do 200[daN]Lewa skalaPrawa skalaOdkształcenieplastycznetrwałeε10Lp.[]S1[mm]0,050,10,150,20,20,62,65S2[mm]0,10,10,10,150,150,83,5[ ]−31.2.3.4.5.6.7.8.200025003000340036003800400042000,150,20,250,350,351,46,15©WWW.ZIE.PG.PRV.PL2WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW (MECHANIKA)– sprawozdanie z laboratorium nr 3Autorka: Gustawa5. Obliczenie wydłużenia względnego:ε=S1+S2105ε3=14,5+17=31,5⋅10−5510Odczytany z wykresu przyrost siły:∆F=2000−400=1600[daN]i odpowiadający mu przyrost odkształceń względnych:∆ε=(147,5−15)⋅10−5=132,5⋅10−5Po podstawieniu do wzoru:E=∆F1600==1,898⋅105∆ε⋅S13,25⋅10−5⋅63,61daNmm26. Obliczenie odkształcenia plastycznego trwałego:ε=S1+S2103ε3=0,05+0,1=0,15⋅10−3510Odczytany z wykresu przyrost siły:∆F=4200−2500=1700[daN]i odpowiadający mu przyrost odkształceń względnych:∆ε=(6,15−0,15)⋅10−3=6⋅10−3Po podstawieniu do wzoru:E=1700∆F==4,473⋅103−3∆ε⋅S6⋅10⋅63,61daNmm27. Wnioski:Można zauważyć,żestal ma wyraźną granicę plastyczności, natomiastżeliwoniewykazuje na krzywej rozciągania charakterystycznego załamania. W momencie, kiedy próbkaosiąga największe obciążenie, w jednym miejscu próbki zaczyna tworzyć się miejscowezwężenie zwane szyjką, następnie powstaje szybkie wydłużenie się próbki, aż w końcunastępuje zerwanie. W przypadku stali można obliczyć wydłużenie całkowite i przewężenie,natomiastżeliwoma bardzo małe wydłużenie i przewężenie, a wykonane z nich próbki niewykazują po zerwaniu wyraźnej szyjki.©WWW.ZIE.PG.PRV.PL3
[ Pobierz całość w formacie PDF ]