ĆWICZENIE nr 14 Statyczna próba rozciągania metali

Nazwisko i imię
Grupa
Data
Zespół
Ocena
Rok akademicki 20 /20 Podpis
ĆWICZENIE nr 14
Statyczna próba rozciągania metali
Sprawozdanie winno zawierać:
− opracowane odpowiedzi dla wszystkich podanych w sprawozdaniu zadań.
Zadania 1-5 studenci realizują na zajęciach, zadania 6 - 8 wykonywane są w domu. Do sprawozdania należy
dołączyć wykonane wykresy i stosowne obliczenia.
Zakres wiedzy:
− definicja naprężenia i odkształcenia,
− zjawiska strukturalne zachodzące podczas odkształcenia metalu w zakresie sprężystym oraz
plastycznym,
− podstawowe wielkości wyznaczane w statycznej próbie rozciągania- R m , R e , R p0,2 A, Z, E oraz zakres
obowiązywania i interpretacja prawa Hooke’a,
− główne czynniki materiałowe wpływające na wyniki statycznej próby rozciągania,
− przykłady materiałów metalowych o różnej wytrzymałości,
− znaczenie informacji o podstawowych właściwościach mechanicznych materiałów konstrukcyjnych
w technice
Literatura:
1. Dobrzański L.A.: Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, Wydawnictwa
NaukowoTechniczne, Warszawa 1996.
2. M.F. Ashby, D.R.H.Jones: Materiały Inżynierskie- Właściwości i zastosowania, Wydawnictwa
Naukowo-Techniczne, Warszawa 1995.
3. Próba rozciągania metali PN-EN 10002-1+AC1.

OPIS STANOWISKA BADAWCZEGO
Typ maszyny wytrzymałościowej: ______________________________________________
Rodzaj wymuszenia siły obciążającej:____________________________________________
Zakres pomiarowy siły:________________________________________________________
Sposób rejestracji próby: ______________________________________________________
MATERIAŁ DO BADAŃ
Rodzaj próbki: _____________________________________________
Materiał:
1. _____________________________________________
2. _____________________________________________
3. _____________________________________________
Zadanie 1. Wykonać szkic próbki i oznaczyć na nim istotne wymiary (L 0 oraz d 0 lub g 0 i b 0 , ,). Zmierzyć
suwmiarką każdą z próbek i wpisać wyniki pomiarów do tabeli 1. Podać gatunek oraz stan technologiczny
badanych materiałów.
Szkic próbki:
Zadanie 2. Przeprowadzić statyczną próbę rozciągania do momentu utraty spójności materiału. Dla każdej
z próbek, na podstawie odczytu z czujnika zegarowego maszyny wytrzymałościowej lub zarejestrowanego
wykresu, wyznaczyć największą siłę rozciągającą - F m , siłę odpowiadającą wyraźnej granicy plastyczności
(o ile wystąpi) - F e , oraz siłę zerwania próbki- F u . Zmierzyć rozerwane próbki. Wszystkie wyniki wpisać do
tabeli 1.
Zadanie 3. Wymienić wielkości odpowiadające zaznaczonym punktom na wykresie krzywych rozciągania
dla materiałów z wyraźną granicą plastyczności i bez wyraźnej granicy plastyczności z rysunku 1.
W odpowiednich prostokątach wpisać ich definicje wyrażone za pomocą odpowiednich wzorów.
Zadanie 4. Wykorzystując zapisane w tabeli 1 wyniki pomiarów oraz wykresy rozciągania próbek wykonać
stosowne obliczenia i wyznaczyć wielkości określające własności mechaniczne badanych materiałów: R e , lub
R p02 , oraz R m , R u , A 5 , Z. Wszystkie wyniki wpisać do tabeli 1.

naprężenie umowne σ u =
F
S 0
naprężenie rzeczywiste
σ
rz
=
F
S
rz
7.
5.
6.
naprężenie
3.
2.
4.
1._______________________________________________
2._______________________________________________
3._______________________________________________
4._______________________________________________
α
1.
∆σ
tg α = = E
∆ ε
5._______________________________________________
6._______________________________________________
7._______________________________________________
Rys. 1. Krzywe rozciągania
odkształcenie względne
∆L
ε =
L 0
Zadanie 5. Napisać zależność opisującą prawo Hooke’a. Na podstawie wykresów wykonanych podczas
próby rozciągania lub komputerowej bazy danych oszacować dla każdej próbek zakres obciążenia, dla
którego obowiązuje to prawo.
Prawo Hooke’a:……………………………………………………………
Gdzie: σ - .........................................................
E- .........................................................
ε - ..........................................................
Nr
próbki
P1
P2
P3
P4
Zakres obowiązywania
prawa Hooke’a [kN]

Zadanie 6. Wykorzystując komputerową bazę danych wykonać wykres
rozciągania dla materiału nr_______ z bazy danych w układzie współrzędnych
σ = f(ε). Wyznaczyć podstawowe właściwości mechaniczne, zakres
obowiązywania prawa Hooke’a oraz wartość modułu Younga – E [N/mm 2 ].
Podać przykłady materiałów konstrukcyjnych charakteryzujących się wartościami
modułu Younga różniącymi się od modułu Younga stali konstrukcyjnej:
E s = 2,1*10 5 [N/mm 2 ].
Odpowiedź:
Przykłady materiałów konstrukcyjnych
Materiał E > E s E[N/mm 2 ] Materiał E< E s E[N/mm 2 ]
Zadanie 7. Tensometryczny czujnik wydłużenia wykazał odkształcenie sprężyste
ε = 0,5‰ rozciąganego pręta wykonanego __ __________________________.
Obliczyć, z jakim naprężeniem pręt był rozciągany. Przyjąć tablicową wartość
modułu Younga dla tego materiału lub wyznaczoną w zadaniu 6.
Odpowiedź:
Materiał ε E [N/mm 2 ] σ [ N/mm 2 ]
Zadanie 8. Jakiej długości l, swobodnie zawieszony pręt nie zerwie się jeszcze
pod własnym ciężarem? Gęstość pręta wynosi ρ, a wytrzymałość na rozciąganie
R m . Obliczenia wykonać dla ołowiu oraz ______________________________
Przyjąć tablicową wartość R m dla tego materiału lub wyznaczoną w zadaniu 6.
Odpowiedź:
Materiał ρ[kg/m 3 ] R m [N/mm 2 ] l[m]
Ołów 11300 20
Tabela 1.
Wyniki pomiarów próbek oraz podstawowych wielkości wyznaczonych w statycznej próby rozciągania:
Nr
próbki
Materiał
Stan
d o 1)
b o
g o
1)
L o
d u 1)
b u
g u
1)
L u S o S u A 5 Z F eL F eH F m F u
R e 1,2)
R p0.2
[mm] [mm 2 ] [%] [kN] [N/mm 2 ]
R m
2)
R u
2)
P1
P2
P3
P4
1)
niepotrzebne skreślić,
2) wynik zaokrąglić do całości