Sprawozdanie

Temat: Statyczna próba rozciągania materiałów.

Wydział Mechaniczny-Mechanika i budowa maszyn.

Pracę wykonali:

Krzysztof Hikawczuk

Katarzyna Kwiatkowska

1. Wstęp

2. Cel ćwiczenia

3. Tabela

4. Wykres

5. Wnioski

Ad.1

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 R_sp, 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 R_m. Dalsze rozciąganie próbki powoduje jej zerwanie przy naprężeniu rozrywającym R_u.
(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 R_m, 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: R_e, R_m, moduł Younga i współczynnik Poissona.

Ad.2

Celem naszego zadania było uzyskanie danych pomiarowych podczas ćwiczenia niezbędnych do wyznaczenia podstawowych wielkości wytrzymałościowych materiału [ w naszym przypadku stali: ST3 ].

Ad.3

∆l	∆N	MPa
1	61	8,610195
2	190	26,818639
3	609	85,960795
4	1300	183,495951
5	2650	374,049438
6	3830	540,607301
7	4170	588,598550
8	4345	613,299928
9	4480	632,355276
10	4360	615,417189
11	4100	578,717998
13,5	3100	437,567267

Ad.4

Ad.5

Dla stali ST3 wyznaczyliśmy wartości takie jak : wytrzymałość na rozciąganie Rm ok. 632,4 MPa oraz naprężenie w momencie zerwania próbki Ru ok. 437,6 MPa. Wykres widocznie odbiega od wykresu teoretycznego , przyczyną może być inny rodzaj i dokładność pomiarowa maszyny oraz nieprecyzyjne odczytanie wartości parametrów ze wskaźników na skali maszyny. Nasza próbka po wykonaniu ćwiczenia została ponownie pomierzona , a wartość jaką mieliśmy wykazać jest równa 6.8 mm w miejscu zerwania się materiału.

---