Własności mechaniczne
materiałów budowlanych:
materiałów budowlanych:
2. Wytrzymałość na rozciąganie
3. Wytrzymałość na zginanie
Własności mechaniczne
materiałów budowlanych:
materiałów budowlanych:
2. Wytrzymałość na rozciąganie
3. Wytrzymałość na zginanie
• Mocny materiał , którego
zniszczenie następuje nagle, bez
udziału odkształcenia plastycznego.
• Szkło, beton , żeliwo, skały
Materiał
kruchy
(łamliwy)
Różne materiały - różna
deformacja
• Szkło, beton , żeliwo, skały
(łamliwy)
• Deformujący się plastycznie
materiał , którego wydłużenie przed
zniszczeniem jest > 5%
• złoto, srebro, miedź , stal, PP, PE
Materiał
plastyczny
(ciągliwy):
Zniszczenie materiału plastycznego
Zniszczenie materiału kruchego
Różne materiały- różne wykresy:
Naprężenie
szkło
stal miękka
żeliwo
P
o
l
i
m
e
r
y
N
ap
rę
że
n
ie
[
M
P
a]
Odkształcenie
żeliwo
beton
Wydłużenie względne [%]
N
ap
rę
że
n
ie
[
M
P
a]
%
100
⋅
∆
=
L
L
ε
Naprężenie-Odkształcenie dla stali niskowęglowej:
]
[MPa
S
F
granica
wytrzymałość
na rozciąganie
zerwanie
Naprężenie
hartowanie
szyjkowanie
%
100
⋅
∆
=
L
L
ε
granica
sprężystości
y
x
Odkształcenie
α
α
tg
x
y
=
Prawo Hooke’a
„Szyjkowanie ” próbek:
Wytrzymałość
na rozciąganie
Maksymalne naprężenie
szyjka
N
ap
rę
że
ni
e
Odkształcenie
Wydłużenie przy zerwaniu
zerwanie
Materiał
Wytrzymałość na
Ściskanie [MPa]
Wytrzymałość na
Rozciąganie [MPa]
Żeliwo
Stal konstrukcyjna
590 ÷ 980
294 ÷ 440
137 ÷ 176
294 ÷ 490
Szkło
Ceramika porowata
Drewno (wzdłuż włókien)
Granit
Beton zwykły
Tworzywa sztuczne
340 ÷ 980
4,9 ÷24,5
39,2 ÷ 59,0
118 ÷ 236
8,8 ÷ 59,0
5,9 ÷ 480
9,8 ÷ 77,5
0,2 ÷ 1,96
77,5 ÷ 147
4,4 ÷ 7,75
0,78 ÷ 4,90
88 ÷ 775
ś
ciskanie
rozci
ą
ganie
WYTRZYMAŁOŚĆ NA ZGINANIE
Cechy mechaniczne :
F
próbka
Kierunek
działania
obciążenia
Trzypunktowe zginanie :
Pr
ę
t obci
ąż
eniowy
F
próbka
Belka swobodnie
podparta (statycznie
wyznaczalna)
rozpi
ę
to
ść
Podpory rolkowe
Swobodne ko
ń
ce
F
F/2
F/2
b
h
6
2
h
b
W
⋅
=
Zginanie poprzeczne trzypunktowe :
F
l/2
l/2
4
l
F
M
⋅
=
6
W
=
W
M
f
f
=
Maksymalny moment zginaj
ą
cy
Wska
ź
nik wytrzymało
ś
ci
przekroju poprzecznego
Wytrzymało
ść
na
zginanie
Wykres momentów
zginaj
ą
cych
]
[
2
3
2
max
MPa
bh
l
F
f
f
⋅
⋅
⋅
=
Wytrzymałość na zginanie :
Dla przekroju prostok
ą
tnego belki przy trzypunktowym zginaniu:
2 bh
⋅
Gdzie:
max
F
= maksymalna siła w chwili zniszczenia [ kN = 1000 N ]
l
= odległo
ść
p-któw podparcia [ mm ]
b
= szeroko
ść
belki [ mm ]
h
= wysoko
ść
belki [ mm ]
L
= całkowita długo
ść
belki
BADANIE ZGINANIA
Własności mechaniczne:
Zniszczenie/ złamanie belki
Belka z zaprawy cementowej ( materiał kruchy)
Zniszczenie belki drewnianej:
Zniszczenie belki
betonowej:
Strefa zniszczenia
WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCINANIE
Własności mechaniczne :
Naprężenia ścinające w pręcie obciążonym
siłami prostopadłymi przeciwnego zwrotu:
= napr
ęż
enie
ś
cinaj
ą
ce[MPa]
F = siła obci
ąż
aj
ą
ca [N]
S = powierzchnia przekroju
równoległego
do siły [mm²]
]
[ Pa
S
F
=
τ
τ
S
τ
Różne rodzaje naprężeń:
Przykłady napr
ęż
e
ń
ś
cinaj
ą
cych:
Różne rodzaje naprężeń podczas
zginania belki :
Wykresy trzypunktowego
zginania:
Wykres momentów
l/2
l/2
Wykres momentów
zginaj
ą
cych
Wykres sił poprzecznych
Wykres ugi
ę
cia belki
Strzałka ugi
ę
cia