background image

1.WSTĘP TEORETYCZNY 

Podstawową  próbą  badań  własności  mechanicznych  metali  jest  próba  statyczna 

rozciągania  metali,  ujęta  normą  PN-80/H  04310.  Dzięki  takim  próbom  otrzymujemy 
podstawowe  informacje  o  własnościach  wytrzymałościowych  i  plastycznych  danych 
metali.  Próba  taka  realizuje  najprostszy  stan  naprężeń,  jaki  powstaje  przy  prostym 
rozciąganiu.  Badanie  wytrzymałościowe  w  trakcie  tej  próby  polega  na  osiowym  
rozciąganiu próbki odpowiednio  ukształtowanej na maszynie wytrzymałościowej zwanej 
zrywarką.  

Próbki  przeznaczone  do  badań  mają  część  pomiarową  o  stałym  przekroju,  a 

zakończone  są  obustronnie  główkami  o  zwiększonym  przekroju.  Część  pomiarowa  o 
długości L

0

  przechodzi w sposób łagodny do główek, dzięki czemu  możemy przyjąć, że 

stan  naprężenia  i  odkształcenia  w  każdym  punkcie  części  pomiarowej  jest  jednakowy. 
Przeprowadzając statyczną próbę rozciągania metali należy pamiętać, iż uzyskane wyniki 
pochodzą  z  badań  przeprowadzonych  na  próbkach,  a  zatem  nie  mogą  odzwierciedlać 
zachowania się gotowych konstrukcji pod obciążeniem. 

2.CEL ĆWICZENIA 

Naszym  zadaniem jest określenie własności wytrzymałościowych i plastycznych 

próbki metalu. 
Własności wytrzymałościowe, to: 
 

a) wyraźna granica plastyczności R

e

 

 

b) wytrzymałość na rozciąganie R

m

 

 

c) naprężenie rozrywające R

u

 

Własności plastyczne, to: 
 

a) wydłużenie względne A

p

 

 

b) przewężenie względne Z 

Uzyskane  wyniki  należy  porównać  z  wartościami  tabel  porównawczych  i  określić  z 

czego był wykonany materiał badany. Porównanie to nie jest jednoznaczne, gdyż próba ta 
nie służy do identyfikacji materiału badanej próbki. 

 

 

 

 

 

3.TABELA POMIAROWA:  

Wielkości dotyczące badanej próbki: 
do=9,9[mm] 
Lo=50[mm] 

m

1

=40,5[mm] 

m

2

=39,6[mm] 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

background image

Lp 

Fm 

Fu 

do 

du 

Lo 

Lu 

Rm 

Ru 

4530 

3000 

9,80 

6,60 

50,2 

62,3 

60,03 

97,21 

4530 

2900 

9,66 

6,56 

50,5 

60,3 

60,03 

93,97 

4250 

2800 

9,86 

6,06 

49,9 

59,5 

56,32 

90,73 

4410 

2900 

9,93 

5,86 

49,9 

59,6 

58,44 

93,97 

Średnia 

4430 

2900 

9,81 

6,27 

50,12 

60,42 

58,7 

93,97 

 
 
 

4.OBLICZENIA 

 
Próbka była 5-cio krotna. Złom nastąpił pomiędzy drugą a trzecią działką (dokładnie w samym środku). 

-Granica plastyczności Re(materiał nie wykazał wyraźnej granicy plastyczności, a więc należałoby 
wyliczyć umowną granicę plastyczności): 

 

4

Re

2

0

0

0

d

S

S

Fe

 

-Wytrzymałość na rozciąganie Rm 

]

[

 

4

,

586

]

/

[

64

,

58

54

,

75

4430

2

MPa

mm

daN

Rm

S

F

Rm

o

m

 

Wytrzymałość przy zerwaniu Ru 

2

2

 

86

,

30

4

)

27

,

6

(

14

,

3

4

mm

d

S

S

F

Ru

núr

n

n

n

 

]

[

 

7

,

939

]

/

[

97

,

93

86

,

30

2900

2

MPa

mm

daN

Ru

 

 
 
 
 
 
 
Wydłużenie względne A 

%

55

,

20

%

 

100

12

,

50

12

,

50

42

,

60

%

 

100

A

l

l

l

A

o

o

u

 

Przewężenie Z 

%

 

20

,

59

%

 

100

5

,

75

8

,

30

5

,

75

%

 

100

1

Z

S

S

S

Z

o

o

 

background image

5.RACHUNEK BŁĘDÓW. 
A)Metodą różniczki zupełnej. 

F

F

F

daN

e

m

u

10

- błąd, który wynika z użytego zakresu i dokładności podziałki 

l

l

d

d

mm

m

u

0

0

0 1

,

-błąd wynikający z dokładności podziałki suwmiarki 

 

S

S
d

d

d

d

mm

S

S
d

d

d

d

mm

n

n

n

n

n

n

0

0

0

0

0

0

2

2

2

1

2

0 98



.

;

.

,54

 

  

 

MPa

 

32

,

1

19

,

1

13

,

0

S

S

Fm

S

Fm

S

 

S

 

 

Rm

 

F

F

 

Rm

 

=

Rm

2

0

0

0

0

0

m

m

 

MPa

 

3

,

3

98

,

2

32

,

0

S

S

F

S

F

S

S

 

Ru

 

F

F

 

Ru

 

=

Ru

2

n

n

u

n

u

n

n

u

u

 

A =

 A

 l

l

 A
 l

l

l

l

l l

l

u

n

0

0

u

0

u

0

0


2

0 0019 0 0024 0 0043 100% 0 43%

,

,

,

,

 

Z =

 Z

 d

d

 Z

 d

d

2d

d

d

2d

d

d

0

0

n

n

n

2

0

0

3

n

n

0

2

0 0072 0 012 0 0192 100

1 92

,

,

,

%

, %

 

 

Obliczanie błędów względnych wartości  Rm, Ru: 

%

84

,

1

%

100

4

,

586

79

,

10

%

100

Rm

Rm

Rm

 

%

88

,

3

%

100

7

,

939

48

,

36

%

100

Ru

Ru

=

Ru

 

 

 

 
 
B)Obliczanie błędów statystycznych na podstawie rozkładu  

t-Studenta: 

 
 
wielkości, dla których obliczam błąd powyższą metodą:
 
 

Lp 

Rm 

Ru 

60,03 

97,21 

60,03 

93,97 

56,32 

90,73 

58,44 

93,97 

Średnia 

58,7 

93,97 

 
Obliczenia dla wartości: 

=0,09 ; 

P.=1-

=0,91, 

n=4   
 k=n-1=3 

182

,

3

,

k

t

  -  z tablic rozkładu t-Studenta 

 

background image

- dla Rm 
 

7

,

58

4

82

,

234

x

 

 

757

,

1

267

,

9

3

1

S

 

 

878

,

0

4

757

,

1

r

S

 

 

)

49

,

61

9

,

55

(

)

878

,

0

*

182

,

3

7

,

58

878

,

0

*

182

,

3

7

,

58

(

Rm

P

Rm

P

 

 

- dla Ru 
 

97

,

93

4

88

,

375

x

 

 

64

,

2

98

,

20

3

1

S

 

 

32

,

1

4

64

,

2

r

S

 

 

17

,

98

76

,

89

(

)

32

,

1

*

182

,

3

97

,

93

32

,

1

*

182

,

3

97

,

93

(

Ru

P

Ru

P

 

 

 
6.Zestawienie wyników. Wnioski 

 

 

wielkość 

wyliczona 

bł. Bezwzględny  bł. Względny 

Wyniki po 

zaokrągleniu 

Rm 

584,4[MPa} 

1,32[MPa] 

1,84% 

584

]

[

3

,

1

MPa

 

Ru 

939,7[MPa] 

3,3[MPa] 

3,88% 

940

]

[

3

,

3

MPa

 

20,55% 

0,43% 

 

20,55

%

4

,

0

 

59,20% 

1,92% 

 

59,20

%

9

,

1

 

 

 

Na podstawie wyników ćwiczenia można stwierdzić, że próbka była wykonana z 

materiału kruchego, ponieważ nie wykazał on wyraźnej granicy plastyczności. Złom jest 
typowym dla materiałów kruchych, jest matowy, powstał kołnierz ustawiony pod kątem 
45

. Obliczenia wytrzymałości na rozciąganie Rm, wytrzymałości przy zerwaniu Ru oraz 

background image

wydłużenia względnego A i przewężenia Z - nie pozwoliy na jednoznaczne określenie 
rodzaju stali, z której była wykonana próbka. Kierując się natomiast tylko porównaniem 
wartości  Ru, Rm, uwzględniając rachunek błędów można by stwierdzić, że próbka była 
wykonana prawdopodobnie ze stali 35, lecz nie jest to możliwe do stwierdzenia z całkowitą 
pewnością.