NAUKA O MATERIÁLU I. Zkoušky mechanické. Přednáška č. 04: Zkoušení materiálových vlastností I

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "NAUKA O MATERIÁLU I. Zkoušky mechanické. Přednáška č. 04: Zkoušení materiálových vlastností I"

Štěpán Ševčík
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 NAUKA O MATERIÁLU I Přednáška č. 04: Zkoušení materiálových vlastností I Zkoušky mechanické Autor přednášky: Ing. Daniela ODEHNALOVÁ Pracoviště: TUL FS, Katedra materiálu

2 ZKOUŠENÍ mechanických vlastností Zkoušky můžeme dělit: podle časového průběhu zatěžující síly na zkoušky statické dynamické podle účinku zatížení na zkušební těleso na zkoušky destruktivní nedestruktivní

3 Zkoušky mechanické statické určuje se chování materiálu při působení stálých nebo plynule rostoucích sil. Zkušební těleso se zatěžuje zpravidla pouze jednou až do porušení. Patří sem zkoušky: tahem, tlakem, ohybem, střihem, krutem.

4 Zkouška tahem Princip: porušení zkušební tyče s cílem zjistit napěťové a deformační charakteristiky zkoušeného materiálu Zkouškou zjistíme čtyři normované vlastnosti: MEZ PEVNOSTI R m MEZ KLUZU R e TAŽNOST A KONTRAKCI Z

5 Zkouška tahem zkušební vzorky Poměrné tyče dlouhé L o = 10D o = 11,3(S o ) 1/2 Tyče krátké L o = 5D o = 5,75(S o ) 1/2

6 Zkouška tahem - diagram Zkušební tyč zatěžujeme tahem a zjišťujeme závislost zátěžné síly na prodloužení (F- Δl), resp. napětí na poměrném prodloužení (R-ε) Ptáček,L. a kol.: Nauka o materiálu I, CERM 2003

7 Zkouška tahem zařízení a průběh

8 Zkouška tahem napěťové charakteristiky Zjišťujeme: Mez pevnosti: R m = F max /S 0 [MPa] Mez kluzu pokud je výrazná: R e = F e /S o Není-li výrazná, určuje se smluvní mez kluzu = napětí, která zanechá trvalou deformaci 0,2%L o, případně graficky.

9 Zkouška tahem napěťové charakteristiky přednáška č.4 Grafická metoda zjišťování smluvní meze kluzu

10 Zkouška tahem deformační charakteristiky Tažnost poměrné trvalé prodloužení zkušební tyče v okamžiku roztržení vyjádřené v procentech.

11 Zkouška tahem deformační charakteristiky Kontrakce poměrné trvalé zúžení průřezu zkušební tyče, v okamžiku přetržení v místě lomu. Kontrakce je poměrná trvalá deformace u vyjádřená v %.

12 Diagram zkoušky tahem - typy A tvrdá ocel B měkká ocel C litina s lupínkovým grafitem D měď E - hliník

13 Zkouška tlakem Zkušební těleso váleček o průměru d 0 a výšce h 0. Univerzální trhací stroje nebo speciální lisy (kde lze zatěžující sílu odměřit s potřebnou přesností) Váleček se položí mezi podložky jedna uložená v kulovitém sedle (kvůli dosažení osového zatížení)

14 Zkouška tlakem - schéma Zjišťuje se pevnost v tlaku konvenční napětí, při kterém se vzorek poruší. R md = F max /S o Používá se pro křehké materiály

15 Zkouška tlakem další charakteristiky Poměrné zkrácení: t h h h % Příčné rozšíření: t S S S %

16 Zkouška ohybem - schéma Neopracovaná tyč odlitá nastojato, volně položená na dvou podpěrách

17 Zkouška ohybem Cíl zkoušky: zjistit pevnost v ohybu = největší ohybové napětí ve zkušební tyči při porušení Používá se pro křehké materiály např. grafitické litiny Fmax l M O max N. mm 4 R mo M o W max O MPa

18 Zkouška střihem Střihové namáhání vzniká působením paralelních, opačně působících sil, ležících v rovině střihu, kdy tyto zatěžující síly nevyvozují ani moment ohybový ani moment kroutící. Počítá se mez pevnosti ve střihu R ms F 2S max O MPa

19 Zkouška střihem Přípravky pro zkoušku střihem: a) pro tyče kruhového průřezu 1 zkušební tyč, 2 vidlice, 3 táhlo, b) pro plechy 1 zkušební plech, 2 střižnice, 3 - střižník.

20 Zkouška krutem φ úhel zkroucení γ zkos R mk M k W max k MPa

21 Zkouška krutem Poměrné zkroucení na jednotku délky tyče je Při zkrucování tyče se natočí průřez I na délce L proti průřezu II o úhel φ. zkos γ na válcové tyči o průměru d = 2r je dán vztahem L r L r L

22 Dynamické zkoušky mechanické V praxi jsou součásti často namáhány dynamicky Zatížení rázové zkoušky rázové nebo vrubové houževnatosti Zatížení cyklické zkoušky únavy

23 Zkoušky rázové Rázová zkouška ohybem Zkoušky podle Charpyho tyč na dvou podpěrách Zkoušky podle Izoda tyč uchycena letmo tvar i rozměry zkušebních těles dány normou

24 Typy zkušebních těles při rázové zkoušce

25 Charpyho kladivo

26 Zkouška rázem v ohybu Pro zjištění vrubové houževnatosti Přeražení tělíska určení práce spotřebované na přeražení dáno výchylkou kladiva E KIN Vzorky s vrubem Tvar U nebo V Kyvadlové kladivo s maximální energií v dolní poloze

27 Přechodová teplota a) teplotní závislost vrubové houževnatosti b) způsob stanovení přechodové teploty

28 Způsoby zjišťování přechodové teploty Pro stanovení přechodové teploty neplatí žádná závazná norma. Stanovení přechodové teploty lze zjistit některým z následujících způsobů : 1) Nejnižší teplota, při níž je lom zkušební tyče v celém průřezu houževnatý. 2) Teplota při níž houževnatý lom tvoří 50% celkového lomové plochy. 3) Teplota odpovídající střední hodnotě vrubové houževnatosti (dle Daviděnka) 4) Teplota odpovídající inflexnímu bodu křivky teplotní závislosti vrubové houževnatosti. 5) Teplota odpovídající dohodnuté vrubové houževnatosti

29 Zkoušky únavy při opakovaném zatěžování i menší silou může dojít k porušení únavový lom. R c (σ) mez únavy nejvyšší napětí, které materiál vydrží, při nekonečném počtu cyklů aniž dojde k porušení. R n (σ) - časová mez únavy napětí, které mat. vydrží po určitý počet cyklů n. ( cyklů).

30 Wöhlerova křivka

Podobné dokumenty

CZ.1.07/1.5.00/

Střední odborná škola elektrotechnická, Centrum odborné přípravy Zvolenovská 537, Hluboká nad Vltavou Využití ICT pro rozvoj klíčových kompetencí CZ.1.07/1.5.00/34.0448 CZ.1.07/1.5.00/34.0448 1 Číslo projektu