Wstęp teoretyczny.

1.Opis celu i przebieg próby rozciągania.

Celem ćwiczenia było zapoznanie z próbą statyczną rozciągania i maszynami wytrzymałościowymi oraz z zachowaniem się materiału w procesie rozciągania. Ćwiczenie polegało ponadto na określeniu własności wytrzymałościowych, do których należą:

- umowna granica sprężystości R_0,05 = , gdzie:

- wyraźna granica plastyczności R_e = , S₀ - powierzchnia przekroju

początkowego próbki,

- umowna granica plastyczności R_0,2 = , S_u - powierzchnia przekroju

końcowego ,

- wytrzymałość na rozciąganie R_m = , L_u - długość pomiarowa końc.,

- naprężenie rozrywające R_u = , L₀ - długość pomiarowa pocz.,

- współczynnik sprężystości wzdłużnej E, d_o -średnica pocz. próbki,

d_r - średnica próbki do wyznaczania

wydłużenia równomiernego,

oraz plastycznych materiału, do których należą: F_e - siła odpowiadająca wyraźnej

granicy plastyczności,

F_u - siła rozerwania,

- wydłużenie względne A_p = %, F_m - największa siła,

- wydłużenie równomierne A_r = 100%,

- przewężenie Z = 100%.

Próba rozciągania jest podstawową i najczęściej stosowaną próbą wytrzymałościową, jednak należy pamiętać, że wielkości charakterystyczne uzyskane na podstawie rozciągania próbek nie mogą odzwierciedlać ogólnego zachowania się konstrukcji pod obciążeniem. Próbie rozciągania poddaje się np.: liny, łańcuchy, druty, taśmy, niektóre połączenia nitowe lub spawane.

Próbki do rozciągania posiadają część pomiarową o stałym przekroju i są zakończone główkami o zwiększonych wymiarach. Próby przeprowadza się w temp. 20^oC jednak nie wyższej niż 35^oC i nie niższej niż 10^oC. Przed ćwiczeniem należy sprawdzić wykonanie i wymiary próbek. Pomiary dokonujemy suwmiarką lub mikromierzem z dokładnością do 0,01mm. Średnicę próbek okrągłych należy pomierzyć w trzech miejscach części pomiarowej w dwóch prostopadłych kierunkach. Do tabeli pomiarowej wpisuje się wartość średnią średnicy.

Długość pomiarową próbki zaokrągla się do najbliższych 5 mm, aby dała się odczytać z kresek wcinanych na części pomiarowej próbki w odstępach 5mm albo 10mm. Dla próbek oblicza się orientacyjny zakres obciążenia przy rozciąganiu była nie mniejsza niż 30% i nie większa niż 30% pewnego zakresu obciążeń.

Ogólny wykres rozciągania:

Początkowo, ze wzrostem obciążenia wydłużenia są bardzo małe, po odciążeniu próbka powraca do pierwotnej długości, nie można stwierdzić żadnych trwałych wydłużeń, wykres jest linią prostą. Liniowa zależność wykresu w początkowej jego fazie (F<F_0,05) stanowi doświadczalne potwierdzenie prawa Hooke'a (δ =E⋅ε) w zakresie małych odkształceń. Przy dalszym obciążeniu wykres zakrzywia się, a po odciążeniu pojawiają się odkształcenia trwałe. Po osiągnięciu pewnej wartości siły F_e, siła mimo wzrastających wydłużeń nie tylko nie wzrasta, ale nawet chwilowo zmniejsza się. Zachowanie materiału określa się jako ,,płynięcie''. Przy dalszym trwaniu próby płynięcie ustaje, następuje tzw. ,,mocnienie'' dalszemu wzrostowi wydłużeń wyraźnie o charakterze plastycznym towarzyszy wzrost siły. Stosunek wydłużenia do siły nie jest wprost proporcjonalny. Z chwilą osiągnięcia maksymalnej wartości siły F_m pojawia się w jednym miejscu próbki gwałtowne zwężenie zwane ,,szyjką''. Przekrój zmniejsza się w tym miejscu przy spadku obciążenia aż w końcu próbka ulega rozerwaniu.

2.Opracowanie wyników.

dr	d0	du	S0	Su	L0	Lu	ReL	FeH
mm	mm	mm^2	mm	mm^2	mm	mm	MPa	N
4.8	5.1	3.2	20.4	8	50	64.4	304	6800

FeL	Fm	Fu	Rm	Ru	Ap	Ar	Z	ReH
N	N	N	MPa	MPa	%	%	%	MPa
3200	9900	6300	485	787.5	28.8	12.9	60.7	333

3. Wykres rozciągania.

4. Analiza naszego wykresu rozciągania.

- pierwsza część wykresu nie jest charakteru liniowego ze względu na to, iż występuje poślizg

w szczękach oraz występuje naprężenia sprężyste sprężyny,

- druga część wykresu ma charakter liniowy czyli występuje prawo Hooke'a (δ = E ⋅ ε ).

Z tej zależności można wyznaczyć współczynnik sprężystości wzdłużnej,

- w punkcie, w którym siła przybiera wartość 6.8 [kN] występuje górna granica plastyczności,

która inicjuje płynięcie materiału ( przemieszczanie dyslokacji),

- po ustaniu płynięcia materiału następuje jego umocnienie w miejscu, którym siła przybiera

wartość 6.2 [kN],

- następnie siła wzrasta wraz z wydłużeniem lecz już nie liniowo, osiągając maksimum w

punkcie 9.9 [kN] co oznaczamy jako wytrzymałość na rozciąganie,

- na końcu siła zaczyna maleć aż do momentu zerwania próbki co ma miejsce w punkcie

3. [kN].

Z wykresu można odczytać, iż próbka jest metalem plastycznym ponieważ występuje jego płynięcie (odcinek między górną i dolną granicą plastyczności).

5. Analiza złomu.

Oceniając przekrój w miejscu złomu można stwierdzić występowanie z zakresu przełomu kruchego oraz przełomu poślizgowego, który to występuje na zewnętrznej części złomu.

---