OVMT Mechanické zkoušky

OVMT Mechanické zkoušky Mechanickými zkouškami zjišťujeme chování materiálu za působení vnějších sil, tzn., že zkoumáme jeho mechanické vlastnosti. Některé mechanické vlastnosti materiálu vyjadřují jeho odpor proti deformaci (mez kluzu, mez tečení, tvrdost…), jiné vyjadřují jeho deformační schopnost (tažnost, kontrakce atd.). Materiál schopný velkých deformací před vznikem lomu je tvárný; materiál, který klade velký odpor proti deformaci je pevný. Pevný a zároveň tvárný materiál je houževnatý, protože k jeho přetvoření je potřeba velké práce. Materiál, u něhož k lomu předcházejí malé deformace, je křehký. Z hlediska působení síly na zkušební těleso rozdělujeme mechanické zkoušky takto: a) Statické zkoušky – uskutečňují se působením klidného rovnoměrného zatížení na zkušební těleso. b) Dynamické zkoušky – síla působí nárazově po zlomek sekundy. Při tzv. únavových zkouškách se cyklicky mění zatížení i mnohokrát za sekundu. Podle teplot, při kterých zkoušky provádíme, je dělíme: a) na zkoušky za normálních teplot, b) na zkoušky za vysokých teplot, c) na zkoušky za nízkých teplot. Statické zkoušky můžeme rozdělit i podle způsobu působení zatěžující síly:

Projekt č.: CZ.1.07/1.1.02/04.0004 OVMT – Odborné vzdělávání s moderní technikou Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

1

OVMT a) zkouška v tahu,

b) zkouška v tlaku,

c) zkouška v ohybu,

d) zkouška v krutu,

e) zkouška ve střihu.


2

OVMT Tlaková zkouška Tlaková zkouška je jedna ze zkoušek objemové tvařitelnosti. Cílem těchto zkoušek je zjišťování důležitých charakteristik materiálu z hlediska jeho chování ve tvářecím procesu. Jedná se například o následující vlastnosti:    

přirozený přetvárný odpor, technologický přetvárný odpor, pěchovatelnost, kovatelnost.

Zkouška tlakem se u kovových materiálů provádí zřídka, protože hodnoty meze kluzu v tahu i tlaku jsou přibližně stejné. Tato zkouška se uplatňuje např. při zkouškách kompozic (ložiska). Ve velkém rozsahu se používá pro zkoušení materiálu ve stavebnictví. Při zkoušce tlakem se zkušební vzorek zatíží rovnoměrně rostoucí silou, dokud se na něm neobjeví první trhliny nebo nedojde k celkovému porušení. Zkušební vzorky jsou válcovité s doporučeným štíhlostním poměrem h0/d0 = 1,5 ÷ 1,6.

Obr. 1. Vzorek před a po skončení pěchovací zkoušky

Zkušební vzorky z tvárných materiálů se deformují do tvaru soudečku, vzorky z křehkých a tvrdých materiálů (např. litina) při zkoušce praskají. Působící síla způsobuje redukci výšky a současně roztlačení materiálu do stran. Tření mezi kovadly a čely vzorku zabraňuje částicím kovu pohybu v radiálním směru. Tyto částečky pak působí na částečky v další vrstvě, dokud se nevytvoří v materiálu


3

OVMT kužely částeček, které nejsou v důsledku tření radiálně posunuty. Mimo tyto kužely jsou částečky vytlačovány a vytvářejí soudečkové vyboulení stěn.

Obr. 2. Tok materiálu v průběhu pěchovací zkoušky

Obr. 3. Postup pěchovací zkoušky (materiál vzorku 8Mn2Si)

Diagram závislosti napětí na stlačení je podobný diagramu tahovému, avšak napětí a deformace mají opačný smysl. Tlaková zkouška končí v okamžiku vzniku prvních trhlin a lze ji provádět i za zvýšených teplot.


4

OVMT

Obr. 4. Vliv teploty na křivku napětí – deformace při tlaková zkoušce pro hliníkovou slitinu AA5083-H111

Obr. 3. Druhy lomů (a – houževnatý materiál, b – méně houževnatý materiál, c – křehký materiál)


5

OVMT Název úlohy: Tlaková zkouška Zadání úlohy: a) Proveďte statickou zkoušku v tlaku u zkušebních vzorků. b) Vypočítejte mechanické hodnoty. Měřidla a pomůcky:  U měřidel uveďte rozsah a přesnost  Posuvné měřítko 

Univerzální trhací zařízení WP300

Nákres součásti: Nakreslete a okótujte zkušební vzorek


6

OVMT Postup měření:

 Posuvným měřítkem změřte na pěti místech průměr zkušební tyčinky do, hodnoty zapište do tabulky a vypočítejte aritmetický průměr do. Tab. 1. Tabulka naměřených hodnot

Počet měření

1

2

3

4

5

d0 (mm) d 0 (mm)

 Změřte délku lo.

 Vložte zkušební tyčinku mezi horní a dolní stlačovací desky zařízení.  Ručním kolem přibližte horní a dolní desky tak aby se dotkly vzorku


7

OVMT

Obr. 6. Univerzální trhací zařízení

 Na indikátoru síly nastavte ručičku síly na nulu

Obr. 7. Indikátor síly

 Otáčejte pomalu a rovnoměrně ručním kolem. Zkušební vzorek se stlačuje.  Sledujte ručičku na indikátoru a zapište maximální zatěžující sílu Fmax.


8

OVMT

 Vypočítejte mechanické hodnoty

Napětí v tlaku

d 

S0 

F S0

[ MPa ]

 d2

[ mm2 ]

4

Skutečné napětí v tlaku je menší než napětí vypočtené, které bylo stanoveno za předpokladu neměnícího se průřezu zkoušeného tělesa.

Poměrné zkrácení

d 

lO  l l0

[%]

Příčné rozšíření

Z ( ) 

d  d0  100 dO

[%]


9

OVMT Závěr: Zhodnoťte provedení zkoušky.


10

OVMT Použitá literatura archiv autora AMBROŽ, Oldřich, Milan HORÁČEK a Zdeněk MACHÁČEK. Technologie slévání, tváření a spojování: Laboratorní cvičení. 1. vyd. Brno: VUT Brno, 1989, 92 s. ISBN 80-214-0043-9. FOREJT, Milan, Anton HUMÁR, Miroslav PÍŠKA a Libor JANÍČEK. Experimentální metody. Brno, 2003. 83 s. [cit. 2008-04-15]. Dostupné z WWW: ŠLAIS, Miroslav. Studium vlivu rychlostních a teplotních parametrů na tvařitelnost Ti slitin. Brno, 2012. Dostupné z: http://www.vutbr.cz/www_base/zav_prace_soubor_verejne.php?file_id=46688. Dizertační práce. Fakulta strojního inženýrství, VUT v Brně. ŠULC, Jan. Technologická a strojnická měření: pro SPŠ strojnické. Praha: SNTL, 1982.


11

OVMT Mechanické zkoušky

Recommend Documents