Wikipedia

Statyczna próba rozciągania: Różnice pomiędzy wersjami

Przeglądaj historię interaktywnie
[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
← poprzednia edycjanastępna edycja →
Usunięta treść Dodana treść
WizualnieWikikod
poprawa linków, poprawki merytoryczne, drobne techniczne, źródła/przypisy
Linia 1:
'''Statyczna próba rozciągania''' – podstawowa metoda badań [[wytrzymałość materiałów|wytrzymałościowych]] dla metalowych materiałów konstrukcyjnych.
 
Badanie polega na osiowym rozciąganiu znormalizowanej próbki ze stałą szybkością w temperaturze pokojowej (0-35°C), obniżonej lub podwyższonej. Próbką jest odpowiednio przygotowany [[Pręt (wyrób hutniczy)|pręt]] o przekroju okrągłym, prostokątnym, kwadratowym lub sześciokątnym o znormalizowanych wymiarach<ref name="iso6892">{{cytuj pismo|tytuł=ISO 6892-1: Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature|język=en|url=http://bgaudioclub.org/gallery/albums/userpics/12162/ISO-6892-1-2009.pdf}}</ref>. Próbę przeprowadza się wykorzystując urządzenie zwane [[Zrywarka (maszyna wytrzymałościowa)|zrywarką]]. W czasie próby rejestruje się zależność siły rozciągającej od przyrostu długości próbki. Gotowy wykres, będący wynikiem takiego pomiaru, jest przedstawiony jako nominalne naprężenie <math>\sigma_n</math> w funkcji nominalnego odkształcenia <math>\varepsilon_n</math>. Nominalne naprężenie <math>\sigma_n</math> jest to stosunek przyłożonej siły rozciągającej <math>F</math> do pola przekroju początkowego <math>S_0</math>. Wydłużenie nominalne <math>\varepsilon_n</math> to stosunek bezwzględnego wydłużenia <math>\Delta l</math> (<math>\Delta l = l_0 - l_x</math>) do długości początkowej <math>l_0</math>.
W statycznej próbie rozciągania rozciąga się odpowiednio wykonany [[Pręt (wyrób hutniczy)|pręt]] o przekroju okrągłym wykorzystując urządzenie zwane [[Zrywarka (maszyna wytrzymałościowa)|zrywarką]]. W czasie próby rejestruje się zależność przyrostu długości próbki od wielkości siły rozciągającej oraz rejestruje się [[granica sprężystości|granicę sprężystości]], przewężenie próbki i siłę zrywającą próbkę. Naprężenia w próbce oblicza się dzieląc siłę rozciągającą przez pole przekroju poprzecznego próbki (uwzględniając przewężenie lub nie uwzględniając go).
 
<div style="float: left;padding-right:30px">
[[Plik:Strain diagram.svg]]
</div>
Typowy wykres naprężenie-odkształcenie pokazuje rysunek po lewej. Początkowo wzrost naprężenia powoduje liniowy wzrost odkształcenia. W zakresie tym obowiązuje [[prawo Hooke'a]]. Po osiągnięciu naprężenia '''R'''<sub>sp</sub>, zwanego [[granica sprężystości|granicą sprężystości]] materiał przechodzi w stan plastyczności, a odkształcenie staje się nieodwracalne. Przekroczenie granicy sprężystości, zauważalne w okresie chwilowego braku przyrostu naprężenia, powoduje przejście materiału w stan plastyczny. Dalsze zwiększanie naprężenia powoduje nieliniowy wzrost odkształcenia, aż do momentu wystąpienia zauważalnego, lokalnego przewężenia zwanego szyjką. Naprężenie, w którym pojawia się szyjka, zwane jest [[wytrzymałość na rozciąganie|wytrzymałością na rozciąganie]] '''R'''<sub>m</sub>. Dalsze rozciąganie próbki powoduje jej zerwanie przy [[Obciążenie zrywające|naprężeniu rozrywającym]] '''R'''<sub>u</sub>.<br />(Uwaga! Wykres przedstawia dwie linie. Przerywana pokazuje naprężenie rzeczywiste obliczane przy uwzględnieniu przewężenia próbki. Linia ciągła pokazuje wykres naprężenia obliczanego przy uwzględnieniu pola wyjściowego próbki. Czyni się tak, by zaobserwować wartość R<sub>m</sub>, będącą lokalnym maksimum krzywej).<br />Ten ogólny przypadek znacznie różni się dla różnych materiałów. Np. materiały sprężyste, jak [[Stal węglowa|stale wysokowęglowe]], [[żeliwo|żeliwa]], [[stal sprężynowa|stale sprężynowe]], 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.▼
 
▲TypowyPrzykładowy wykres naprężenie-odkształcenie pokazuje rysunek po lewej. Początkowo wzrost naprężeniaprzykładanej siły powoduje liniowy wzrost odkształcenia, aż do osiągnięcia [[granica proporcjonalności|granicy proporcjonalności]] <math>R_H</math>. W zakresie tym obowiązuje [[prawo Hooke'a]]. PoNastępnie po osiągnięciu naprężenia '''R'''<sub>sp</sub>, zwanegowyraźnej [[granicaGranica sprężystości|granicągranicy sprężystościsprężeystości]] <math>R_{sp}</math> materiał przechodzi w stan plastycznościplastyczny, a odkształcenie staje się nieodwracalne. PrzekroczenieJeżeli granicyniemożliwe sprężystości,było zauważalneokreślenie wwyraźnej okresie[[granica chwilowegosprężystości|granicy brakusprężystości]] przyrostuto naprężenia,wyznacza powodujesię przejścieumowną materiału[[granica wsprężystości|granicę stansprężystości]] plastyczny<math>R_{0,05%}</math>. Dalsze zwiększanie naprężenia powoduje nieliniowy wzrost odkształcenia, aż do momentu wystąpienia zauważalnego, lokalnego przewężenia zwanego szyjką. Naprężenie, w którym pojawia się szyjka, zwane jest [[wytrzymałość na rozciąganie|wytrzymałością na rozciąganie]] '''R'''<submath>mR_m</submath>. Dalsze rozciąganie próbki powoduje jej zerwanie przy [[Obciążenieobciążenie zrywające|naprężeniu rozrywającym]] '''R'''<submath>uR_u</submath>.<br />(Uwaga! Wykres przedstawia dwie linie. Przerywana pokazuje naprężenie rzeczywiste obliczane przy uwzględnieniu przewężenia próbki. Linia ciągła pokazuje wykresstosunek naprężeniauzyskiwanych obliczanegosił przydo uwzględnieniuprzekroju pola wyjściowego próbkipoczątkowego. Czyni się tak, by zaobserwować wartość R<submath>mR_m</submath>, będącą lokalnym maksimum krzywej).<br />Ten ogólny przypadek znacznie różni się dla różnych materiałów. Np.Przykładowo materiały sprężyste, jak [[Stal węglowa|stale wysokowęglowe]], [[żeliwo|żeliwa]], [[stal sprężynowa|stale sprężynowe]],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 [[granica plastyczności|granicę plastyczności]] <math>R_{0,2%}</math>. W przypadku wystąpienia widocznego płynięcia badanego materiału wyznacza się górną <math>R_{eH}</math> i dolną <math>R_{eL}</math> [[granica plastyczności|granicę plastyczności]].
Na podstawie wyników pomiarów statyczną próbą rozciągania można określić podstawowe wielkości wytrzymałościowe materiału, jakimi są: '''R'''<sub>e</sub>, '''R'''<sub>m</sub>, [[moduł Younga]] i [[współczynnik Poissona]].
 
Na podstawie wyników pomiarów statyczną próbą rozciągania można wyznaczyć dodatkowo [[wydłużenie procentowe po zerwaniu]] <math>A</math>, [[przewężenie procentowe]] <math>Z</math>, [[moduł Younga|modół sprężystości wzdłużnej]] <math>E</math> oraz [[Liczba Poissona|liczbę Poissona]] <math>\nu</math>.
[[Plik:Statyczna proba rozciagania probka.svg|600px|center|Przykład próbki wykorzystywanej w statycznej próbie rozciągania metali.]]▼
 
Przykład próbki wykorzystywanej w statycznej próbie rozciągania metali.
▲[[Plik:Statyczna proba rozciagania probka.svg|600px|thumb|center|Przykład próbki wykorzystywanej w statycznej próbie rozciągania metali.]]
 
=== Normy ===
Definicje, oznaczenia, rodzaje i wymiary próbek oraz sposób przeprowadzenia próby rozciągania podająpodaje [[Polska Norma|normynorma]] PN-EN 10002ISO 6892-1 i<ref PN-ENname="iso6892" 10002-5/>.
 
{{Przypisy}}
 
== Zobacz też ==
* [[Statyczna próba ściskania]]
* [[Statyczna próba zginania]]
* [[Statyczna próba skręcania]]
* [[Twardość|Pomiar twardości]]
* [[Krzywa naprężenia]]
* [[Ekstensometr]]
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/wiki/Statyczna_próba_rozciągania”