• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Statyczna próba rozciągania

    Przeczytaj także...
    Granica sprężystości to takie naprężenie, po przekroczeniu którego ciało nie powraca do pierwotnego kształtu po usunięciu naprężenia. W materiale pozostają trwałe deformacje bądź to w wyniku uplastycznienia substancji (przejście ze stanu sprężystego w plastyczny), bądź w wyniku dekohezji, czyli zerwania oddziaływań międzycząsteczkowych.Polska Norma (oznaczana symbolem PN) – norma o zasięgu krajowym, przyjęta w drodze konsensu i zatwierdzona przez krajową jednostkę normalizacyjną – Polski Komitet Normalizacyjny (PKN). Normy PN są powszechnie dostępne, ale nie bezpłatne, zaś ich dystrybucję kontroluje PKN.
    Współczynnik Poissona (ν) – stosunek odkształcenia poprzecznego do odkształcenia podłużnego przy osiowym stanie naprężenia.

    Statyczna próba rozciągania – podstawowa metoda badań wytrzymałościowych materiałów konstrukcyjnych.

    Badanie polega na osiowym rozciąganiu znormalizowanej próbki ze stałą szybkością w temperaturze pokojowej (10-35 °C), obniżonej lub podwyższonej, aż do jej zerwania. Próbką jest odpowiednio przygotowany pręt o przekroju okrągłym, prostokątnym, kwadratowym lub sześciokątnym o znormalizowanych wymiarach. Próbę przeprowadza się wykorzystując urządzenie zwane zrywarką. W czasie próby rejestruje się zależność siły rozciągającej od przyrostu długości próbki. Gotowy wykres, będący wynikiem takiego pomiaru, jest przedstawiony jako nominalne naprężenie σ1 w funkcji nominalnego odkształcenia . Nominalne naprężenie σ1 jest to stosunek przyłożonej siły rozciągającej F do pola przekroju początkowego S0. Wydłużenie nominalne to stosunek wydłużenia bezwzględnego Δl do długości początkowej l0, gdzie:

    Twardość – cecha ciał stałych świadcząca o odporności na działanie sił punktowych (skupionych). Efektami oddziaływania sił skupionych mogą być odkształcenia powierzchni, zgniecenie jej lub zarysowanie. Definicja twardości jest dość ogólna, stąd mnogość metod i skal pomiarowych.Moduł Younga (E) – inaczej moduł odkształcalności liniowej albo moduł (współczynnik) sprężystości podłużnej (w układzie jednostek SI) – wielkość określająca sprężystość materiału. Wyraża ona, charakterystyczną dla danego materiału, zależność względnego odkształcenia liniowego ε materiału od naprężenia σ, jakie w nim występuje w zakresie odkształceń sprężystych.
    , - długość próbki obciążonej siłą rozciągającą F, - długość próbki nieobciążonej,
    Strain diagram.svg

    Przykładowy wykres naprężenie-odkształcenie (dla próbki z materiału ciągliwego) pokazuje rysunek po lewej. Początkowo wzrost przykładanej siły powoduje liniowy wzrost odkształcenia, aż do osiągnięcia granicy proporcjonalności RH. W zakresie tym obowiązuje prawo Hooke'a. Następnie po osiągnięciu wyraźnej granicy sprężystości Rsp materiał przechodzi w stan plastyczny, a odkształcenie staje się nieodwracalne. Jeżeli niemożliwe było określenie wyraźnej granicy sprężystości to wyznacza się umowną granicę sprężystości R0,05%. Dalsze zwiększanie naprężenia powoduje nieliniowy wzrost odkształcenia (płynięcie materiału), aż do wystąpienia zauważalnego, lokalnego przewężenia zwanego szyjką. Naprężenie, w którym pojawia się szyjka, zwane jest wytrzymałością na rozciąganie Rm. Dalsze rozciąganie próbki powoduje jej zerwanie przy naprężeniu zrywającym Ru. Wykres przedstawia dwie linie. Przerywana pokazuje naprężenie rzeczywiste σ2 obliczane przy uwzględnieniu przewężenia próbki. Linia ciągła σ1 pokazuje stosunek siły do przekroju początkowego. Czyni się tak, by zaobserwować wartość Rm, będącą lokalnym maksimum krzywej. Ten ogólny przypadek znacznie różni się dla różnych materiałów. Przykładowo materiały kruche 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. Wyznacza się wtedy umowną granicę plastyczności R0,2%. W przypadku wystąpienia widocznego płynięcia badanego materiału wyznacza się górną ReH i dolną ReL granicę plastyczności.

    Pręt – wyrób hutniczy, którego wymiary poprzeczne są znacznie mniejsze niż długość. Stosunek wymiaru poprzecznego do długości mieści się w zakresie od 0,001 do 0,35. Pręty w większości posiadają dużą sztywność, w celu ich deformacji należy użyć znacznych sił i specjalistycznych urządzeń. Pręty wykonywane są poprzez walcowanie lub przeciąganie.Krzywa naprężenia ilustruje, jaka jest współzależność naprężenia i wydłużenia materiału. Krzywa ta może mieć różny kształt w zależności od substancji, jej kształtu i warunków, w jakich poddawana jest naprężeniu, na przykład od temperatury. Można na tej krzywej wyróżnić pewne charakterystyczne strefy:

    Na podstawie wyników pomiarów ze statycznej próby rozciągania można wyznaczyć dodatkowo wydłużenie procentowe po zerwaniu A, przewężenie procentowe Z, moduł sprężystości wzdłużnej E oraz liczbę Poissona ν.

    Przykład próbki wykorzystywanej w statycznej próbie rozciągania metali.
    Próbka po wykonaniu statycznej próby rozciągania.

    Normy[]

    Definicje, oznaczenia, rodzaje i wymiary próbek oraz sposób przeprowadzenia próby rozciągania podaje norma PN-EN ISO 6892-1.

    Przypisy

    Zobacz też[]

  • wytrzymałość na rozciąganie
  • statyczna próba ściskania
  • Pomiar twardości
  • krzywa naprężenia
  • ekstensometr
  • Zrywarka - maszyna służąca do badania wytrzymałości materiałów na rozciąganie. Zrywarka pozwala na rejestrowanie zależności pomiędzy przyrostem długości rozciąganej próbki, a wytworzoną siłą. Zrywarki mogą służyć do badania statycznej wytrzymałości na zrywanie, a także do badania wytrzymałości dynamicznej, związanej z krótkotrwałymi udarami działającymi na rozciągany element. Testy dynamiczne na zrywarce są podstawową metodą badania i certyfikacji lin dynamicznych używanych we wspinaczce.Wytrzymałość na rozciąganie to naprężenie odpowiadające największej sile rozciągającej F m {displaystyle F_{m}} uzyskanej w czasie statycznej próby rozciągania, odniesionej do pierwotnego przekroju poprzecznego tej próbki:



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Przewężenie procentowe – stosunek zmniejszenia się pola przekroju poprzecznego w miejscu zerwania do pola przekroju poprzecznego roboczej części próbki nieobciążonej, wyrażony w procentach. Zwykle oznaczany jako Z {displaystyle Z} . Przewężenie procentowe oblicza się na podstawie danych uzyskanych ze statycznej próby rozciągania na podstawie wzoru:
    Granica plastyczności to wartość naprężenia przy którym zaczynają powstawać nieodwracalne odkształcenia plastyczne. Za umowne kryterium do określenia tej granicy przyjmuje się trwałe odkształcenie względne równe 0,002. Pomiędzy granicą sprężystości a granicą plastyczności rozciąga się obszar częściowej sprężystości (lub częściowej plastyczności).
    Wytrzymałość materiałów – dziedzina wiedzy inżynierskiej, część inżynierii mechanicznej zajmująca się opisem zjawisk zachodzących w materiałach konstrukcyjnych i konstrukcjach poddanych zewnętrznym obciążeniom.
    Ekstensometr – przyrząd do pomiaru wydłużeń – zmian wymiarów liniowych (odkształceń liniowych) elementów maszyn i konstrukcji wykonanych z różnych materiałów. Jest także nazywany miernikiem odkształcenia.
    Wydłużenie procentowe po zerwaniu – stosunek zmiany długości próbki w momencie zerwania do długości początkowej próbki, wyrażony w procentach. Zwykle oznaczany jako A {displaystyle A} . Wydłużenie procentowe po zerwaniu oblicza się na podstawie danych uzyskanych z statycznej próby rozciągania na podstawie wzoru:

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.037 sek.