Introduksjon til spenning

More documents

Recommendations

Info

HIN IBDK RA 02.11.05 Side 4 av 8 Oppgaver 1) Det er også vanlig å angi E-modul med [N/mm 2 ]. Hva blir E-modulen for aluminium og stål da? 2) Ta utgangspunkt i Hooks lov for en fjær (du har lært om den på forkurs/videregående), F = kx , der F er kraften, k er fjærkonstanten og x er forlengelsen. Divider denne ligningen med et areal og forklar at du får Hooks lov for materialer. 3) Hva er tøyningen ved spenning lik 100 MPa i stål? (svar 0,0005 eller 0,05 %) 4) Hva er tøyningen ved spenning lik 10 MPa i trevirke? (svar: omkring 0,1 %) 5) Hva er spenningen i Al ved tøyning til 0,2 % (dersom vi ikke får plastisk deformasjon)? (svar: 140 MPa). 6) Hvor mange mm strekker en stålstav med lengde 10 m seg ved aksiell spenning på 100MPa? (svar: 5 mm). 7) Aksielle tøyninger er små. Ved bøyning blir de maksimale forskyvningene mye større. 1L Strekkprøving av materialer, standarder. F t x t En utkragebjelke med massivt, kvadratisk tverrsnitt får en nedbøyning i enden som er 3 4L F δ = 4 Et Hva blir nedbøyningen dersom bjelken er av stål med tykkelse t = 50 mm og lengde 5 m når den belastes med 500 N? (svar ca 0,2 m) Prøvestaver Strekkprøving er en mekanisk belastningsprøving som skal avdekke strekk-egenskapene til et material. Ved strekkprøving belastes et avlangt prøvelegeme med strekk i sin lengderetning. Prøvestykket er utformet som på Figur 1, der den tynne delen er selve prøveområdet. Prøvestaven har fortykninger i endene som sikrer at det er tilstrekkelig med material til å tåle de konsentrerte kreftene fra innspenningen. Alle plutselige geometriendringer fører til konsentrasjon av kreftene, såkalt kjervvirkning. Overgangen mellom de tykke delene og den tynnere prøvingsdelen på midten må derfor være jevn og gradvis med en hulkil. Jo sprøere materialet er, jo større må tykkelsesforskjellen mellom innspenningsdeler og prøvestykker være og jo større er kravet til overgangsradier. Uansett kan man ikke forhindre at kreftene fordeler seg ujevnt i geometrien. Derfor er det viktig at resultater som skal sammenlignes stammer fra prøvinger som utføres på en nøye beskrevet måte. For å oppnå dette er det laget standardiserte metoder. Videre er det forskjellige standarder for forskjellige typer av materialer, altså for metaller, keramer, plaster, armerte plaster osv.
HIN IBDK RA 02.11.05 Side 5 av 8 Standardiserte prøver En standard for strekkprøving er et dokument som gir en tilstrekkelig nøyaktig beskrivelse av prøvestykke, fremgangsmåte og prøvingsbetingelser til at forskjellige utøvere skal få sammenlignbare resultater. Standarden kan f.eks. brukes i kontraktsforhold mellom leverandør og kunde. Når en kunde kjøper et material med spesifiserte egenskaper, så henvises det gjerne til en standard 50 slik at egenskapene kan etterprøves på en veldefinert måte. Tidligere hadde de fleste land nasjonale standarder. Nå er det et godt utvalg i internasjonale standarder så som ISO 60 (verdensomfattende), EN (europeisk) og landene kan tilslutte seg disse. De internasjonale standardene blir dog neppe enerådende i nær fremtid, da amerikanske (eks. ASTM) og japanske (JIS) standarder står ganske sterkt (og kan være lovpålagt i disse landene). Figur 1. Strekkstav før og etter brudd. Eksempel på målelengder [mm]. Vi 2 skal benytte den europeiske standarden, som også er tatt inn som norsk standard, NS-EN 10 002, ”Metalliske materialer. Strekkprøving.” Detaljer i strekkprøvingen Standarden angir tillatte utforminger av prøvestykket. Prøvingsmaskinen måler lasten F og en forskyvning ∆ l . Kun prøvingsmaskiner med måling direkte på prøvestykket, såkalt ekstensiometer, kan brukes til å beregne tøyning. (Enklere maskiner måler kun gripebommens forskyvning inklusiv setning og glidning i innspenningen.). Så beregnes nominell spenning σ , F ∆l σ= , som plottes mot nominell tøyning ε , ε= , der lengdeøkningen, ∆ l , fås fra A0 l0 ekstensometeret. Det prinsipielle forløpet for duktilt karbonstål blir som på Figur 2, heltrukket kurve. Kurven går gjennom origo, O. Stykket OA kalles proporsjonalitetsområdet, idet kurven OA er en rett linje med vinkelkoeffisienten E ∆σ = ∆ε , altså E-modulen. Området AB er et ikke- proporsjonalt elastisk område, som oftest meget lite. For materialer som ikke har veldefinert flytegrense, går kurven over i det plastiske område fra og med B. Duktilt karbonstål har en 2 Industriteknikk
Page 1 and 2: HIN IBDK RA 02.11.05 Side 1 av 8 Me
Page 3: HIN IBDK RA 02.11.05 Side 3 av 8 Hv
Page 7 and 8: HIN IBDK Side 7 av 8 RA 02.11.05 I

Introduksjon til spenning

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?