UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY
im. J. i J. Śniadeckich w Bydgoszczy
Inżynieria biomedyczna
Mechanika i wytrzymałość materiałów
Ćwiczenie nr 4
Statyczna próba skręcania materiału
1. Cel próby
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z praktycznym sposobem przeprowadzenia próby skręcania, z używanymi urządzeniami i przyrządami oraz interpretacją i opracowaniem wyników próby. W realizowanej próbie zakłada się wyznaczenie:
- granicy plastyczności: wyraźnej lub umownej
- wytrzymałości na skręcanie
- całkowitego kąta skręcania i całkowitego kata odkształcenia postaciowego
2. Definicje wyznaczanych wskaźników
Wyraźna granica plastyczności:
Wytrzymałość na skręcanie:
Całkowity kąt odkształcenia postaciowego: jest to kąt który powstaje między pierwotnym położeniem dowolnej tworzącej próbki, a jaj położeniem po skręceniu
Kąt skręcenia przypadający na jednostkę długości próbki:
3. Szkic stanowiska pomiarowego
1 - skrzynia przekładniowa
2 - korba
3 - próbka
4 - uchwyt napędowy
5 - uchwyt pomiarowy
6 - dźwignia
7 - obciążniki
8 - siłomierz
9 - tłumik
10 - wskaźnik kąta obrotu dwóch przekrojów poprzecznych próbki
4. Obliczenia:
Umowna granica plastyczności = 10 MPa
5. Protokół pomiarów
Materiał próbki nr 1 Stal automatowa A10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Szkic próbki i jej wymiary | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. do= 6mm lo=60mm |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wyniki pomiarów | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lp. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wyniki obliczeń | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. R es = 10 MPa R ms= 0,44 MPa ϕ’c = 1,16877 rd/mm γc= 0,0584 rad | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wygląd przełomu i uwagi | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Data i podpis wykonującego ćwiczenie |
6. Zestawienie porównawcze wartości Res, Rms, Re, Rm, Res/Re i Rms/Rm.
R es MPa |
R ms MPa |
Re | Rm | Res/Re | Rms/Rm |
---|---|---|---|---|---|
10 | 0,44 | 390 | 510 | 0,025 | 0,0008 |
7. Wnioski
Stal automatowa A10 jest plastyczna. Posiada dużą wytrzymałość na rozciąganie.
Do próby użyliśmy próbki w postaci walca o przekroju kołowym.
Podstawą wyznaczania wskaźników charakteryzujących własności wytrzymałościowe i plastyczne materiału w próbie skręcania jest wykres skręcania rysowany we współrzędnych Ms- ϕ’, sporządzony na podstawie wskazań aparatury pomiarowej. Wykres skręcania pokazuje umowną granicę plastyczności.
Przełom poślizgowy próbki powstał w płaszczyźnie prostopadłej do osi próbki, gdzie wartości naprężeń stycznych są największe. Obserwacja powierzchni próbki podczas przebiegu próby i przełomu próbki po próbie pozwalała określić strukturę materiału próbki i wszelkie jej anomalie.
Przeprowadzona próba była łatwa do zrealizowania, pomiary były czytelne i dokładne. Próba skręcania pozwoliła określić własności wytrzymałościowe stali A10.