BUD III	Marcin Stępień Rafał Pożyczka	11.04.2002
Nr ćw. 4	Próba statyczna ścinania technologicznego	Ocena:

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z praktycznym sposobem wykonania próby ścinania technologicznego oraz wyznaczenie doraźnej wytrzymałości na ścinanie badanego materiału. Ścinanie próbki rozumie się jako cięcie materiału przez siły tnące, o przeciwnych zwrotach, leżące w jednej płaszczyźnie.
W przekrojach ścinanych elementów konstrukcyjnych z reguły równocześnie występują naprężenia styczne od sił tnących i normalne od momentów zginających. Nie jest to zatem czyste ścinanie, lecz tak zwane ścinanie technologiczne.

Działanie ostrzy podczas ścinania technologicznego.

Wytrzymałość na ścinanie R_t
wyraża się ze wzoru:

gdzie:

P - największa siła podczas ścinania,

S - pole powierzchni ścinanej.

Wzór ten opiera się na założeniu równomiernego rozkładu naprężeń tnących w ścinanych przekrojach i pominięciu naprężeń normalnych. Wykorzystanie tego wzoru pozwoli wyznaczyć umowną wielkość naprężeń ścinających.

Maszyna wytrzymałościowa

Do przeprowadzenia próby używa się maszyny wytrzymałościowej o napędzie hydraulicznym.

Przyrządy do ścinania technologicznego

Przyrząd składa się z:

• korpusu

• wkręcanej tulei

• pręta dociskającego

• para: gniazdo - trzpień ścinający.

W korpusie osadzone jest gniazdo o średnicy odpowiadającej średnicy trzpienia ścinającego. Próbka umieszczana jest pomiędzy gniazdem i trzpieniem i przytrzymywana wkręcaną w korpus tuleją. W osi tulei jest pręt, który przenosi siłę obciążającą z prasy w trzpień ścinający.

Plan ćwiczenia

Ćwiczenie polega na cylindrycznym ścięciu próbek na maszynie wytrzymałościowej i wyznaczenie doraźnej wytrzymałości na ścinanie technologiczne.

Schemat ścinania cylindrycznego.

Tok przeprowadzenia ćwiczenia

• Mierzymy grubość przygotowanych ośmiu próbek. Pomiar wykonany został suwmiarką o dokładności odczytu 0,1 mm.

• Mierzymy średnicę czterech sworzni ścinających. Pomiar wykonany został suwmiarką o dokładności odczytu 0,1 mm.

• Każdym sworzniem ścinamy dwie próbki i odczytujemy maksymalne siły otrzymane przy ścinaniu.

Opracowanie wyników

L.p.	Grubość próbki g [mm]	Średnica sworznia d [mm]	Powierzchnia ścinana S [mm^2]	Największa siła P [N]	Wytrzymałość na Ścinanie Rt [N/mm^2 = MPa]
1	2,8	16	140,743	4800	34,105
2	2,8	16	140,743	4000	28,421
3	2,8	21	184,726	3800	20,571
4	2,8	21	184,726	4000	21,654
5	2,8	26	228,708	5600	24,485
6	2,8	26	228,708	5400	23,611
7	2,8	31	272,690	7400	27,137
8	2,8	31	272,690	7400	27,137

Wnioski

• Wytrzymałość na technologiczne ścinanie określona podanym wzorem wytrzymałościowym zależy nie tylko od własności wytrzymałościowych materiału próbki, lecz również od kształtu i wielkości przekroju ścinanego, wymiarów przyrządu i dokładności przylegania próbki.

• Sposób obciążenia próbki podczas próby ścinania wywołuje złożony stan naprężenia. Wzór, z którego obliczamy naprężenia ścinające opiera się na równomiernym rozkładaniu naprężeń tnących w ścinanych przekrojach
  i pominięciu naprężeń normalnych. Dla ścinania technologicznego założenie to jest dalekie od rzeczywistości.

• Określoną wytrzymałość należy traktować jako wielkość umowną, dając orientacyjną ocenę badanego materiału a nie rzeczywistą jego wytrzymałość na ścinanie.

• Aby wielkość otrzymanej wytrzymałości mogła być wielkością porównawczą, musi być wyznaczana w warunkach znormalizowanych według polskiej normy PN-68/H-04321.

1

3

P

P

P

P