Statyczna próba rozciągania

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

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[1]. 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 \sigma_n w funkcji nominalnego odkształcenia \varepsilon_n. Nominalne naprężenie \sigma_n jest to stosunek przyłożonej siły rozciągającej F do pola przekroju początkowego S_0. Wydłużenie nominalne \varepsilon_n to stosunek wydłużenia bezwzględnego \Delta l do długości początkowej l_0, gdzie:

\Delta l = l_x - l_0

l_x - długość próbki obciążonej siłą rozciągającą F

l_0 - długość próbki nieobciążonej

Strain diagram.svg

Przykładowy wykres naprężenie-odkształcenie pokazuje rysunek po lewej. Początkowo wzrost przykładanej siły powoduje liniowy wzrost odkształcenia, aż do osiągnięcia granicy proporcjonalności R_H. W zakresie tym obowiązuje prawo Hooke'a. Następnie po osiągnięciu wyraźnej granicy sprężystości R_{sp} materiał przechodzi w stan plastyczny, a odkształcenie staje się nieodwracalne. Jeżeli niemożliwe było określenie wyraźnej granicy sprężystości to wyznacza się umowną granicę sprężystości R_{0,05%}. Dalsze zwiększanie naprężenia powoduje nieliniowy wzrost odkształcenia, aż do momentu wystąpienia zauważalnego, lokalnego przewężenia zwanego szyjką. Naprężenie, w którym pojawia się szyjka, zwane jest wytrzymałością na rozciąganie R_m. Dalsze rozciąganie próbki powoduje jej zerwanie przy naprężeniu zrywającym R_u (Uwaga! Wykres przedstawia dwie linie. Przerywana pokazuje naprężenie rzeczywiste obliczane przy uwzględnieniu przewężenia próbki. Linia ciągła pokazuje stosunek uzyskiwanych sił do przekroju początkowego. Czyni się tak, by zaobserwować wartość R_m, 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 R_{0,2%}. W przypadku wystąpienia widocznego płynięcia badanego materiału wyznacza się górną R_{eH} i dolną R_{eL} granicę plastyczności.

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 \nu.

Przykład próbki wykorzystywanej w statycznej próbie rozciągania metali.

Normy[edytuj | edytuj kod]

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

Przypisy

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]