5. Eksperimento rezultatų apdorojimas 2 lentel÷. Diagramos σ-ε reikšm÷s Eil. Diagramos taškų koordinat÷s Nr. Medžiaga 1 Proporcingumo riba σ = pr F pr A 0 , MPa 2 Takumo riba σ y = F y A 0 , MPa 3 Stiprumo riba 4 Trūkimo riba σ = F u u A 0 Ffr S fr = A 0 , MPa , MPa 5 Proporcingumo ribos santykin÷ deformacija 6 Takumo aikštel÷s pabaigos santykin÷ deformacija 7 Stiprumo ribos santykin÷ deformacija 8 Trūkimo ribos santykin÷ deformacija σ, MPa ε pr ∆ ε u = L ∆ ε fr = L L u L fr ∆L = pr L ∆ ε y = L L y 0 ε 1.3 pav. Medžiagų diagramos σ-ε koordinat÷se Išvados: 12
ANTRAS LABORATORINIS DARBAS METALINIO BANDINIO GNIUŽDYMO DIAGRAMOS SUDARYMAS Darbo tikslas: sudaryti medžiagų gniuždymo diagramas ir nustatyti mechanines plieno ir ketaus charakteristikas. Gniuždymas nuo tempimo skiriasi veikiančių j÷gų kryptimis. Iki pro porcingumotamprumo ribos medžiagų pasipriešinimas tiek tempimui tiek gniuždymui yra maždaug vienodas. Viršijus tamprumo ribą, did÷ja skersin÷ deformacija, tod÷l bandinys priešinasi jai ne vien d÷l medžiagos sustipr÷jimo, bet ir d÷l padid÷jusio bandinio skerspjūvio. D÷l to iki tamprumo ribos tempimo ir gniuždymo diagramos panašios, o pasiekus plastinę deformaciją diagramų vaizdas labai keičiasi. Gniuždomos tik trapios medžiagos, nes plastiškos – nesuyra. Nuosekliai didinant apkrovą, plastiškų medžiagų bandinių skerspjūvis d÷l did÷jančios skersin÷s deformacijos labai išsiplečia ir bandiniai galiausiai susiploja, neatsiradus suirimo žymių, tod÷l negalima nustatyti šių medžiagų stiprumo ribos. Tačiau ir trapioms medžiagoms būdinga tik viena charakteristika – stiprumo riba gniuždant σ uc , kuri daugumai šios rūšies medžiagų yra daug didesn÷ už stiprumo ribą tempiant ( σ uc > σ u ). Apskritai medžiagų skirstymas į trapias ir plastiškas yra sąlyginis, nes ta pati medžiaga, esant skirtingoms sąlygoms, gali deformuotis ir kaip trapi, ir kaip plastiška, pvz., tempiamas ketaus bandinys didelio sl÷gio aplinkoje nutrūksta susidarant kakleliui, o minkštasis plienas žemoje temperatūroje suyra kaip ketus. Net ir trapių medžiagų gniuždymo bandymų rezultatai gaunami netikslūs d÷l šių priežasčių: a) gniuždančią apkrovą sunku tiksliai centruoti pagal bandinio ašį: tuomet įtempiai skerspjūvyje pasiskirsto netolygiai, ir bandinys gali išlinkti; b) neįmanoma visiškai panaikinti trinties tarp gniuždančios mašinos plokščių ir bandinio galų. Ši trintis varžo skersinę bandinio deformaciją, sukeldama papildomų įtempių. Kuo bandinys trumpesnis, tuo trinties j÷gos turi didesnę įtaką. Gniuždymui naudojami palyginti trumpi bandiniai. Betono, akmens bandiniai gaminami kubo formos, o metalų bandiniai – cilindro formos, kurių ilgis L ≤ 5d . Bandant ilgesnius bandinius, pastarieji išlinksta, o bandant trumpesnius, d÷l min÷tos antrosios priežasties gaunami ne tokie tikslūs rezultatai. Gniuždant trapių metalų bandinius, pastarieji, iš pradžių trump÷dami, įgauna statinait÷s formą, kurios išgaubtumo dydis charakterizuoja min÷tos trinties ir bandomos medžiagos plastiškumo įtaką. Apkrovai pasiekus kritinę reikšmę, bandinys suyra staiga, atsiradus maždaug 45° kampu į bandinio ašį orientuotiems plyšiams. Panašiai suyra ir betono bandiniai, tačiau, sutepus jų galų ir mašinos plokščių paviršius parafinu, jie suyra maždaug vertikaliais sluoksniais. Pagal 2-ją stiprumo teoriją, suirimo priežastimi laikoma santykin÷ deformacija, šiuo atveju viršijanti leistinosios santykin÷s deformacijos ribas. Bandymai atliekami hidrauliniu presu PG-100. Norint gauti rezultatus, kurie tiksliau nusakytų medžiagos mechanines charakteristikas, bandymus reikia atlikti nustatytomis sąlygomis ir naudoti standartinių matmenų bandinius (žr. 2.1 lentelę). 2.1 lentel÷. Gniuždomų bandinių matmenys Medžiaga Matmuo Plienas (cilindras) h = d = 2 cm Ketus (cilindras) h = d = 2 cm Lauko akmuo 7 × 7 × 7 cm 3 Cementiniai akmenys (tirpalas) 7 × 7 × 7 cm 3 Betonas (kubas) 20 × 20 × 20 − 30× 30× 30 cm 3 Plyta (perpjauta pusiau) 12× 12 cm 2 13