proba_rozciagania.doc

(93 KB) Pobierz
Û¥-1@-€ß#uv_"rprpprprprprpr~rXÖrÖrÖrÖrÖr.sFÖrJs@Šs2¼u¼u¼u¼u¼u¼u¼u¼u¾u¾u¾u¾u¾u¾uÜu4veÜuprÜuÜu§®
WSI  Opole
        Nr  grupy
     dziekañskiej

      Nr   grupy
     æwiczeniowej


              1                                                     

  
              8



Wydzia³ :  Mechaniczny
Rok  studiów :    II
Rok  akademicki :   1995/96
 ARKADIUSZ ZAKRZEWSKI 
     nr  albumu  10697


                                            SPRAWOZDANIE  Z  ÆWICZENIA
                                    W LABORATORIUM
                        Z WYTRZYMA£OŒCI MATERIA£ÓW



                                             Æwiczenie  nr  2



Temat :   Statyczna próba rozci¹gania z dok³adnym pomiarem      
                                              wyd³u¿enia .                  


                              
                                                             Data wykonania :   20.03.1996
                                                                            
                                                                               Data oddania :
                                                                            
                                                                               Ocena z kolokwium :
                                                                               Ocena ostateczna
                                                                               Podpis prowadz¹cego :











Cel æwiczenia. 
Celem æwiczenia jest zapoznanie siê z przyrz¹dami do przeprowadzenia statycznej próby rozci¹gania z dok³adnym pomiarem wyd³u¿eñ . Przeprowadzone æwiczenie pozwoli wyznaczyæ nam wartoœæ modu³u sprê¿ystoœci pod³u¿nej E...
Wiadomoœci wstêpne
Badania przeprowadza siê na znormalizowanych próbkach , o przekroju kolistym lub prostok¹tnym . Próbka sk³ada siê z czêœci pomiarowej oraz dwóch g³ówek o wiêkszym przekroju , s³u¿¹cych do mocowania próbki w maszynie . Przejœcia miêdzy g³ówk¹ a czêœci¹ pomiarow¹ s¹ zaokr¹glone w celu unikniêcia koncentracji naprê¿eñ 






  Próbê statycznego rozci¹gania przeprowadza siê na maszynach uniwersalnych lub na maszynach zwanych zrywarkami . Maszyny takie mog¹ mieæ napêd mechaniczny elektryczny lub hydrauliczny. Ten ostatni napêd daje mo¿liwoœæ ci¹g³ej regulacji prêdkoœci rozci¹gania i amortyzuje drgania i uderzenia powstaj¹ce przy zerwaniu próbki . 
  W czasie próby zwiêkszane jest wyd³u¿enie przez co wzrastaj¹ w materiale naprê¿enia . W pocz¹tkowym okresie zale¿noœæ miêdzy tymi dwoma wielkoœciami , naprê¿eniem i wyd³u¿eniem mo¿na opisaæ prawem Hooke'a .
  Próbê statycznego rozci¹gania z dok³adnym pomiarem wyd³u¿eñ realizuje siê w   taki sam  sposób jak w prostej próbie rozci¹gania . Najwa¿niejsz¹ ró¿nic¹ jest pomiar wyd³u¿eñ . 
Realizowany jest on za pomoc¹ tensometrów . S¹ to urz¹dzenia do pomiaru ma³ych wyd³u¿eñ . Najczêœciej mierzon¹ , przez tensometry , wielkoœci¹ jest œrednie wyd³u¿enie SYMBOL 68 \f "Symbol" \s 10L , na odcinku o d³ugoœci pocz¹tkowej Lo . D³ugoœæ ta zwana jest baz¹ tensometru . Wielkoœci¹ charakteryzuj¹c¹ tensometr jest tzw. sta³a tensometru . Jest to przyrost d³ugoœci pomiarowej SYMBOL 68 \f "Symbol" \s 10L do ró¿nicy wskazañ tensometru , pomno¿one przez odwrotnoœæ bazy . 
 Ogólnie tensometry mo¿emy podzieliæ na tensometry mechaniczne , optyczne , mechaniczno optyczne akustyczne i elektryczne . Ka¿dy z wymienionych rodzajów zawiera w sobie ró¿ne modele ró¿ni¹ce siê od siebie sposobem pomiaru . 
W naszym æwiczeniu wykorzystany
zostanie mostek tensometryczny
i tensometry elektryczne .
                                                    OSAD Equation.2 SYMBOL 187 \f "Symbol" \s 10 SYMBOL 69 \f "Symbol" \s 10

    Próbka w odró¿nieniu od próbki do poprzedniego æwiczenia ma przekrój prostok¹tny . Jest to  podyktowane ³atwoœci¹ zamocowania tensometrów . 
Wyznaczanie naprê¿eñ granicznych przy umownym wyd³u¿eniu trwa³ym mo¿na realizowaæ dwoma metodami , obci¹¿ania i odci¹¿ania . Odci¹¿anie polega na stopniowym obci¹¿aniu i odci¹¿aniu próbki i na pomiarze trwa³ych wyd³u¿eñ po ka¿dym odci¹¿eniu . Mo¿na na podstawie uzyskanych danych wykreœliæ zale¿noœæ miêdzy naprê¿eniem i odkszta³ceniem . Punkty na wykresie uk³adaj¹ce siê w liniê prost¹ obrazuj¹ stan naprê¿eñ , w którym obowi¹zuje prawo Hooke'a . W tym zakresie mo¿na wyznaczyæ modu³ sprê¿ystoœci pod³u¿nej bêd¹cy ilorazem naprê¿enia i odkszta³cenia . Przyczym modu³  E liczy siê dla poszczególnych przedzia³ów bior¹c jako wartoœæ koñcow¹ œredni¹ .  Druga do wyznaczenia wielkoœæ , czyli naprê¿enie graniczne to wartoœæ si³y wywo³uj¹cej odkszta³cenie trwa³e , wynosz¹ce 0.01%, do przekroju pierwotnego próbki . 
Poni¿ej przedstawiony jest schemat po³¹czenia tensometrów z mostkiem tensometrycznym .














Warunki pomiaru.

Pole przekroju próbki   S
100    mm2

Obci¹¿enie pocz¹tkowe   F0
300    daN

Sta³a tensometru   k
2.15

SYMBOL 68 \f "Symbol" \s 10F
10    daN

SYMBOL 68 \f "Symbol" \s 10SYMBOL 69 \f "Symbol" \s 10
0.005    SYMBOL 137 \f "Arial CE" \s 10


Obliczenia.

Naprê¿enie dla poszczególnych wartoœci si³y obliczamy z zale¿noœci :

OSAD Equation.2OSAD Equation.2                            

Natomiast modu³ YoungSYMBOL 162 \f "Symbol" \s 10a obliczamy z zale¿noœci :

OSAD Equation.2
Zestawienie wyników pomiaru.

F
SYMBOL 101 \f "Symbol" \s 10
SYMBOL 100 \f "Symbol" \s 10
E

daN
‰
MPa
MPa

300
13.89
 30
21.6

500
14.08
 50
1052.6

700
14.17
 70
2222.2

900
14.27
 90
 2000

1100
14.38
110
1818.2

1300
14.47
130
2222.2

1500
14.59
150
1666.6

1700
14.69
170
2000

1900
14.79
190
2000

2100
14.92
210
1538.5

2300
15.04
230
1666.6

2500
15.18
250
1428.6

2700
15.32
270
1428.6

2900
15.48
290
1250

3100
15.64
310
1250

3300
15.84
330
1000

3500
16.04
350
100

3630
16.40
 363
36.11


 Analiza b³êdu metod¹ najmniejszych kwadratów :

Dla uzyskania dok³adnej wartoœci modu³u Younga mo¿na zastosowaæ do obliczeñ model korelacji liniowej w oparciu o metodê najmniejszych kwadratów. Niezbêdne obliczenia potrzebne do wyznaczenia modu³u sprê¿ystoœci pod³u¿nej E przedstawiono w  tabelach.

L.p.
OSAD Equation.2
OSAD Equation
OSAD Equation
OSAD Equation
OSAD Equation
 OSAD Equation.2  

1
 30
900
13.89
192.9321
416.7
2876755

2
 50
2500
14.08
198.2464
704
2238315

3
 70
4900
14.17
200.7889
991.9
1679875

4
 90
8100
14.27
203.6329
1284.3
1201435

5
110
12100
14.38
206.7844
1581.8
802995.2

6
130
16900
14.47
209.3809
1881.1
484555.2

7
150
22500
14.59
212.8681
2188.5
246115.2

8
170
28900
14.69
215.7961
2497.3
87675.21

9
190
36100
14.79
218.7441
2810.1
9235.21

10
210
44100
14.92
222.6064
3133.2
10795.21

11
230
52900
15.04
226.2016
3459.2
92355.21

12
250
62500
15.18
230.4324
3795
253915.2

13
270
72900
15.32
234.7024
4136.4
495475.2

14
290
84100
15.48
239.6304
4489.2
817035.2

15
310
96100
15.64
244.6096
4848.4
1218595

16
330
108900
15.84
250.9056
5227.2
1700155

17
350
122500
16.04
257.2816
5614
2261715

18
 363
131769
16.40
268.96
5953.2
2669629

SYMBOL 229 \f "Symbol" \s 10
 = 3593
= 908669
= 912262
= 1824524
= 3649048
15846474











Poszukujemy dla tego przypadku zale¿noœæ liniow¹ w postaci:

y=a+bx

OSAD Equation.2 

  
 OSAD Equation

Wstawiaj¹c wartoœci z tabeli  otrzymamy

    OSAD Equation.2

b=0.00096


 OSAD Equation.2

a=159.83

Równanie y = a+bx rozwi¹zuje nasze zagadnienie,bowiem wspó³czynnik b okreœla pochylenie liniowej czêœci krzywej rozci¹gania.Przeliczona wartoœæ wspó³czynnika
b wyznacza nam œredni¹ wartoœæ modu³u sprê¿ystoœci pod³u¿nej E
          OSAD Equation.2                E=2,031.105[MPa]

Okreœlenie przedzia³u ufnoœci

OSAD Equation.2

OSAD Equation.2

Przyjmuj¹c wspó³czyniki  OSAD Equation.2   z tablic dla k=16,p=0,95 przedzia³ ufnoœci wygl¹da nastêpuj¹co :

977.27  <  S  <  1470.03
Wnioski 
W wyniku pomiarów na wykresie otrzymaliœmy liniê prost¹, co oznacza , ¿e si³y u¿yte nie spowodowa³y przekroczenia granicy plastycznoœci. Punkty na wykresie nie uk³adaji¹ siê idealnie w liniê prost¹ , gdy¿ spowodowane jest to b³êdami pomiarów. Jednak punkty mieszcz¹ siê w przedziale ufnoœci. Mo¿emy dojœæ do wniosku , ¿e materia³ , w zakresie u¿ytych , si³ jest plastyczny.
     Najwiêkszy wp³yw na wartoœæ b³êdów mog³o mieæ wp³yw:
 - z³e zamocowanie tensometru
 - niedok³adny odczyt z przyrz¹dów mierniczych 
 - fakt, ¿e dana próbka by³a ju¿ kilkakrotnie poddana próbie rozci¹gania.


Wykres :



















ˆ‹ƒ.ŒÈAnŽn㊠  ú:äh¤èè	Ê	ÿÿÿ.1 &ÿÿÿÿÀÿ¡ÿ`¡&MathTypeÀú-@Mû€þSymbol-	2
‹^Dëû€þTimes New Romanh[-ð	2
‹IRë	2
©ÚRë
&
ÿÿÿÿû¼"System-ð'ÿnŠ:õ¸ðæ	\	ÿÿÿ....
Zgłoś jeśli naruszono regulamin