Www.referate.ro-incercarea La Tractiune a Metalelor Ea73b

5/10/2018 Www.referate.ro-incercarea La Tractiune a Metalelor Ea73b - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/wwwreferatero-incercarea-la-tractiune-a-metalelor-ea73b

Lucrarea A 1

INCERCAREA LA TRACTIUNE A METALELOR

I. CONSIDERATII TEORETICE ASUPRA LUCRARII

Prin definiţie,numim încercare statica a unui material,aceea la care soli-citarea exterioara ,, forţa sau cuplu” se aplica epruvetei lent,progresiv,începândde la zero pana la valoarea finala,in general pana la rupere. Se considera ca forţase aplica lent in cazul când viteza de încercare nu depaseste ..

s s 22 mm

daN 1

m

kgf 1 ≅

Încercarea la tracţiune a metalelor este încercarea la care sunt supuseepruvetele,prin aplicarea in sensul axului longitudinal a unei sarcini progresivede tracţiune.

Prin încercarea la tracţiune se determina o serie de caracteristici

mecanice,pe care le vom defini mai jos si care permit a se face o apreciereasupra comportării materialului in solicitările la care va fi supus in timpulsolicitării sale.

Pentru un material supus la întindere,se poate face reprezentare grafica arelaţiei ce exista intre eforturile de limitare normale,,σ ,, ce apar in piesa sideformaţiile specifice ,,ε ,,.Aceasta relaţie este reprezentata prin curbacaracteristica a materialului , care,pentru otel,are forma din figura 1.

Pe acesta curba vom distinge mai multe puncte importante :

1.Limita de proporţionalitateLimita de proporţionalitate (punctul P) notata cu ,, pσ ,,este valoarea lui,,

σ ,,pana la care este valabila legea lui Hooke:

00

e ε σ ⋅=⋅

După aceasta limita ,creşterea deformaţiei nu mai este proporţionala cucreşterea efortului unitar.

Ea se calculează din relaţia :

o

p

p A

p=σ unde

p P este forţa la limita de

proporţionalitate ; o

A aria iniţiala a secţiuniiepruvetei.

Coeficientul de proporţionalitate E,care leagă efortul unitar σ , delungime specificata ε ,se nu numeşte modul de elasticitate (longitudinal).Pentruotel , valoarea sa este in jurul a 2,1 x 10 26 / cm Kg .

www



2 Limita de elasticitate

Limita de elasticitate (punctul E) notat cu eσ

, este valoarea efortuluiunitar pana la care materialul romane perfect elastic ,adică după anulareaefortului de întindere ,revine exact la lungimea iniţiala ,deci nu are deformaţii permanente .Experienţele nu arata ca in realitate materiale perfect elastice nuexista si ca in totdeauna corpul ,după ce a fost întins , romane cu o deformaţie permanenta. S-a ales , in mod convenţional valoarea deformaţiei permanente,care sa definească limita de elasticitate ,acesta corespunzând unei deformaţii permanente de 0.25%, obţinuta după descărcarea epruvetei .

3 Limita de curgere

Limita de curgere sau limita deformaţiilor mari , (punctul C) notata cu cσ

, este valoarea efortului unic la care epruveta se deformează fata ca sarcina samai crească .Pentru unele materiale , acest lucru nu poate fi observat la aparatulindicator al maşinii de încercat ; atunci se determina limita de curgere ,in modconvenţional ,pe baza deformaţiei permanente de 0,26 , obţinuta dupădescărcarea epruvetei ; in acel caz ea se notează 21o

σ .

4 Rezistenta de rupere

Rezistenta de rupere (punctul R) r σ ,este efortul unitar corespunzător valorii maxime a sarcinii. Ea este egala cu :

o

r r

A

p=σ

Unde : r p - este forţa maxima înregistrata la încercare ; 0

A - este aria secţiunii iniţiale a epruvetei

5 Lungimea specifica la rupere

Punctul unde se produce ruperea (S) este punctul căruia ii corespundelungimea specifica la rupere r σ .Acesta este raportul intre creşterea lungimiiepruvetei intre repere , după rupere ( 0

l l r − ) si lungimea iniţiala 0l



0

0

l

l l r

−=ε

Adesea lungimea specifica la rupere se da in procente notându-se cu :δ

[%]100.1000

0

l

l l

r

−

==

ε δ

De asemenea in urma ruperii se poate determina gâtuirea la rupere , careeste raportul dintre micşorarea suprafeţei secţiunii transversale a epruvetei dupărupere )( 0 r A A − si suprafaţa iniţiala 0

A . Ea se exprima tot in procente :

[%]100.0

0

A

A Ar

−

=ψ

Atragem atenţia ca efortul unitar in ori ce punct a diagramei secalculează ca raportul dintre forţa P corespunzătoare punctului respectiv sisecţiunea iniţiala,chiar daca secţiunea transversala a epruvetei s-a micşoratin cursul încercării din cauza contracţiei transversale. Se foloseşte deci

relaţia :

0

A

P =σ .

Din aceasta cauza,curba caracteristica pe care o obţinem este o curbaconvenţionala C

C (fig.2),care pe prima porţiune coincide cu cea reala C C

(rezultata din raportul dintre forţa P si suprafaţa contractata A’),dar regiunea derupere se depărtează tot mai mult de cea reala. A trasa caracteristica reala ar însemna sa măsuram mereu secţiunea epruvetei,deci sa complicam inutilîncercarea. Ceea ce ne interesează practic din curba caracteristica,este,inspecial,partea pana la limita de curgere,unde cele doua curbe coincide.

II. MASINI SI APARATE UTILIZATE

1. Maşina universala de 30 tone acţionează mecanic.

Una din maşinile la care se face încercarea de întindere,prezentataschematic in figura 3, este o maşina universala, ce poate executa mai multeîncercări: întindere, compresiune, încovoiere.

Maşina trebuie sa îndeplinească următoarele condiţii.a) Sa reprezinte o centrare perfecta a epruvetei ,astfel ca aplicarea sa se

facă axial . b) Sa asigure o creştere , respectiv descreştere a sarcinii lipsita de şocuri.c) Sa măsoare sarcina aplicata cu o precizie de %1±



d) Sa permită menţinerea sarcinii prescrise timp de minimum 30 desecunde

La o maşina de încercatmaterialele, vom distingeurmătoarele parţi caracteristice,

conform figurii 3a) Maşina de încercatpr opriu-zisa cu dispozitiv defixare a epruvetelor. Ea secompune din :cadru fix 1,prinsin fundita maşinii ,cadrul mobil2,având in partea inferioarafiind legat de cadrul 1 princutia de măsurat 14, bara 4 ,legata de falca superioara 5 , primeşte forţa de întindere de la

epruveta si o transmite prin pistonul 6 la cutia de masurat14.Pentru fixarea in fălci a epruvetei cilindrice sau prismatice, se

folosesc dispozitivele ca in fig.4 sau 5.Cel mai rapid sistem de prindere este cel cu pene din figura4.Epruveta E este strânsa intre penele P, care se găsesc in fălcile maşinii

de încercat si care sunt prevăzute cu dinţişori spre a evita lunecarea . In cazulepruvetelor cu cat se foloseşte sistemul de prindere cu doua inele ca in figura 5 .

b) Mecanismul de încărcare sau de producere a forţelor asupraepruvetelor.Acţionarea maşinii

se face prin

electromotor,care,printr-un cuplaj cu fricţiune, transmite mişcarea la melcul 7.Aceasta angrenează cu o roată melcată 8,care este filetată la interior şi în careintră şurubul 9 . Aceasta este in legătura prin sistemul de bare 10 cu falcainferioară 11 a sistemului de tracţiune sau cu platoul superior 12al sistemului decompresiune.

c ) Mecanismul de măsurare a sarcinii. Sarcina se transmite prin cadrul2 şi pistonul 6,la cutia de măsurat 14.Această cutie are un spaţiu plin cuglicerină,limitat prin membrana elastică. Presiunea produsă în urma deformării



epruvetei este transmisă de către glicerină la un manometru , care este etalonatastfel ca să arate direct forţa aplicată epruvetei.

Funcţionarea. Când electromotorul acţionează melcul 7,aceastaangrenează roata melcată 8,care se roteşte. Din această cauză,şurubul 9 care esteîmpiedicat să se rotească,primeşte o mişcare de translaţie în jos, astfel că falca

11 va coborî. În felul acesta, ea va solicita la întindere epruveta ce se găseşteîntre fălcile 5 şi 11. Prin falca 5 ,bara 4,cadrul 2,forţa este transmisă la pistonul6,care prin intermediul cutiei de măsurat, indică la manometru forţa ceacţionează asupra epruvetei.

In cazul incercariii de compresiune , epruveta se aseaza intre plăcile 12 si13. Se observa ca acum prin coborârea cadrului 1, epruveta este comprimata .Forţa se transmite prin masa 3, si de aici la fel ca înainte.

2. Maşina universala de 30 tone , cu acţionare hidraulica

Maşina universala de 30 tone , cu acţionare hidraulica este compusa din :



a) Maşina de încercat propriu-zisa cu dispozitivul de fixarea epruvetelor ( I ),este format din : cadrul fix 1,prins cu batiul maşinii si cadrulmobil 2, , care are la partea inferioara masa 3, pentru încercarea la încovoiere sifala inferioara 4,ce poate fi acţionata de mânerul 5,Fala inferioara 6, se ridicasau cobora înainte de fixarea epruvetei ,in funcţie de aşezarea acesteia cuajutorul şurubului 6, acţionat de electromagnetul 8 forţa se aplica asupra

epruvetei , care pentru întindere se prinde intre fălcile 4 si 6, introducândcilindrul 9 uleiul cu ajutorul unei pompe : uleiul apăsa asupra pistonului 10 care prin cadrul 2 supune epruveta la întindere. Pentru compresiune .epruveta sefixează intre fălcile 11 si 12.

a) Pompa de ulei ( II )este formata din electromotorul 13care antrenează pompa cu 12 pistonase 14, Aceasta se alimentează prin conducta 15, dinrezervorul 16, si trimite prin conducta 17,uleiul in cilindru 9 al maşinii deîncercat . Uleiul care scapă pe inga pistonul 10 se întoarce in rezervorul 16, prin



conducta 18. După efectuarea unei încercări , uleiul este readus din cilindrul 9 inrezervorul de ulei 16, prin ventilul 19, Atât ventilul 19 cat si debitul pompeisunt comandate prin axul 20 , care poate fi rotit fie prin minerul 21 (grosier), fie prin melcul 22 (reglaj fin).

c) Mecanismul de măsurat al sarcinii ( III ) este acţionat hidraulic, prin

conducta 23 , ce pune in legătura cilindrul 9 cu cilindrul fix 24, in care se mişca pistonul mobil 25.Pistonul mobil acţionează prin sistemul de bare 26, pârghia28, având la capăt greutatea 29. In funcţie de deplasarea pârghiei se citeşte pecadranul 30

.forţa cea acţionează asupra epruvetei. Prin schimbarea greutăţii 29,se potrealiza trei scări diferite, cea ce permite mărime preciziei citirea pentru sarcinimici . Cele trei scări sunt:

Greutatea A corespunde scării 0-5000KgGreutăţile A+B corespund sacrii 0-15000KgGreutăţile A+B+C corespund scării 0-30000KgDispozitivul 31 este un amortizor.

Funcţionarea. Se introduce epruveta de încercat la întindere înfalca superioară 4 şi se strânge prin apăsarea mânerului 5. Se deplasează apoifalca inferioară 6 cu ajutorul electromotorului 8,până ce, între cele două fălci,este o distanţă corespunzătoare lungimii epruvetei; apoi se prinde epruveta şi înfalca inferioară. Dacă există vreo indicaţie asupra mărimii sarcinii de rupere, seaşează greutăţi pe pârghia 28,astfel ca precizia citirii să fie cât mai bună. Se porneşte apoi electromotorul 13 şi se reglează vi5teza de deplasare a fălciisuperioare,respectiv se reglează debitul pompei, prin rotirea mânerelor 21 şi 22.După ruperea epruvetei, uleiul care a intrat în cilindrul 9 este readus înrezervorul 16, acţionându-se ventilul 19 cu mânerul 21.

3) Dispozitive de măsurare a deformaţiilor

Pentru măsurarea deformaţiilor epruvetei, se utilizează un dispozitiv,reprezentat schematic în figura 7. Peepruveta E se prinde dispozitivul, care areghearele de prindere 1 şi 2 odeschidereo,egală cu lungimea întrerepere. Când epruveta este supusă la

întindere ea se deformează, deci ghearele 1şi 2 se îndepărtează. Deformaţia se poate citi

pe un vernier gradat cu precizie de10

1mm.

Acest dispozitiv măsoară numai deformaţiirelativ mari, ce se produc după apariţiacurgerii. Pentru deformaţiile mici, din zonade proporţionalitate,se folosesc tensometre.



Distanţa între repere se potriveşte înainte de începerea lucrării, cu ajutorul uneiepruvete calibrate sau al unei rigle gradate.

III. MATERIALE UTILIZATE ŞI FORMELE EPRUVETELOR

Încercarea se execută pe epruvete de oţel.Epruvetele întrebuinţate la încercările de tracţiune sunt

standardizate după STAS 200-52 şi ele pot avea secţiunea circulară, pătrată saudreptunghiulară (în acest din urmă caz se recomandă ca raportul între laturiledreptunghiului să nu depăşească valoarea4).

În laturile 8 şi 9 sunt desenele epruvetelor standardizate. Înainte deînceperea lucrării, se fac pe epruvetă două semne, A şi B, pe care le numimrepere.

Toate dimensiunile indicate în figurile de mai sus sunt date în tabela 1.aceste dimensiuni reprezintă:o – lungimea iniţială a epruvetei între repere;

c – lungimea calibrată a epruvetei; t – lungimea totală a epruvetei;do – diametrul iniţial al epruvetei de secţiune circulară pe lungimea

calibrată;Αo – secţiunea iniţială a epruvetei, pe lungimea calibrată;



r – raza de racordare la capul epruvetei;ao şi bo – laturile secţiunii dreptunghiulare la epruveta plată, pe lungimea

calibrată.

Formaepruvetei

Lungimea deincercare

calibrata cmm

Lungimeainitiala intre

repere o mm

Diametrul x)

0d mm

Sectiuneainitiala

Αomm 2

Simbolul pentru

lungimeaspecifica larupere

Lunga o+ 0d o 0

d =20020 314

10δ

Scurta 5 0d =100 5

δ

Lunga o+ 0d 10 0

d =11.3 0 A

La alegere 10

δ

Scurta 5 0d =5.65 0

A 5δ

x) 0d este diametrul epruvetei de sectiune circulara sau diametrul unui cerc de suprafata

egala cu aceea a sectiunii dreptunghiulare ,patrate etc..

Dimensiunile capetelor epruvetei nu se precizează, ele urmânda corespunde dispozitivului de fixare în maşina de încercat, astfel ca aceastăfixare să se facă în bune condiţii. Prelucrarea epruvetelor se face, prin aşchierefină, ca să se evite orice modificare structurală a materialului.

În cazul barelor rotunde, laminate, conform STAS 500-49,până la

diametrul de 25 mm,ele se pot încerca în stare brută, fără a confecţiona epruvetestrunjite.



IV MODUL DE LUCRU

1 Înainte de încercarea lucrăriia). Se măsoară diametrul epruvetei 0

d si se fixează reperele ,conform tabelului 1(

0

l =10 0d sau 0

l =5 0d )

b) Se prinde epruveta in falca de sus (5) a maşinii. Apoi se aproprie falca de jos sise prinde epruveta si in falca de jos. Se va avea grija ca reperele sa romanain afara fălcilor maşinii.

c) Se porneşte maşina

2. In timpul lucrăriia) Se aplica asupra epruvetei , prin intermediul mecanismului de încărcare, osarcina care sa producă un efort unitar sub limita de elasticitate. Se porneşte

maşina si se citeşte deformaţia pe vernierul dispozitivului de măsurare adeformaţiilor. Acesta operaţie se repeta de câteva ori ,la sarcini mărite succesiv. b) Se măreşte in continuare sarcina urmărind acul manometrului. Seobserva cum arata , la început o creştere a sarcinii , pana la un moment dat ,cândse manifesta o oprire si apoi o tremurare a acului, cea ce corespunde uneisarcini constante sau chiar micşorare .In aceasta situaţie sa atins limita decurgere a materialului , unde începe sa apară vizibil deformaţiile epruvetei .Seciteşte si se notează deformaţia si forţa la limita de curgere ( 0

P ).c) Se porneşte din nou electromotorul , iar sarcina va creste. Se repeta decâteva ori operaţia de citire a deformaţiei, oprind maşina de câteva oricând senotează forţa (P) si lungimea(l).

d) Se observa apoi ca sarcina creste din ce in ce mai încet. Aceasta înseamnăca materialul s-a apropiat de punctul R din fig. 1.Se va observa cu atenţieepruveta ,recunoscând apariţia unei gâtuiri,care este premergătoare ruperiimaterialului. După ruperea epruvetei se opreşte maşina.

3) După terminarea lucrăriia) Se citeşte pe ecranul manometrului forţa maxima atinsa la încercarea ,

corespunzătoare punctului R. b) Se scoate epruveta din fălcile maşinii, se aseaza pe masa, cap la cap, celedoua

bucati si se măsoară lungimea intre repere ( r l ).Cu ajutorul acesteia , se

calculează lungimea specifica la rupere ( r ε ).c) Pentru calculul gâtuirii, este necesara măsurarea secţiunii de rupere a pasei.

La epruvetele de secţiune circulara se măsoară diametrul minim după rupere ,luând media aritmetica a doua diametre perpendiculare. ( fig.10) :

2

21d d

d m+

=

Iar secţiunea de rupere este :



4

2

mr

d A

π =

Fig. 10 fig. 11

La epruvetele cu secţiune pătrata sau dreptunghiulara , ale căror secţiuniide rupere nu au muchiile drepte ,suprafaţa secţiunii de se va calcula prinînmulţirea dimensiunilor minime a si b (fig. 11)

ba Ar *=



V REZULTATELE LUCRARII

1) Calculul caracteristicilor mecaniceCaracteristicile mecanice ale materialului încercat se determina pentrufiecare epruveta întocmind tabela 2,după modelul următor :

Pentru calculul se vor utiliza formulele (1) si (9)

E p r u v e t a n r .

D

i a m e t r u l s a u d i m e n s i u n i l e s e c ţ i u n i i i n i ţ i a l e , m m

S e c ţ i u n

e a i n i ţ i a l a

L u n g i m e a i n i ţ i a l a i n t r e r e p e r e

F u n c ţ i a l i m i t a d e c u r g e r e

F o r ţ a d e r u p e r e

L i m i t a d e c u r g e r e

R e z i s t e n t a d e r u p e r e

L u n g i m e a l a r u p e r e i n t r e r e p e r e

L u n g i m e a s p

e c i f i c a l a r u p e r e

D i a m e t r u l s a u d i m e n s i u n i l e s e c ţ i u n i i d e r u p e r e

, m m

S u p r a f a ţ a s p

e c i f i c a l a r u p e r e

G â t u i r e a l a r u p e r e

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13



2) Trasarea curbei caracteristice

Pentru una din epruvete , se va trasa prin puncte curba caracteristica.Pentru aceasta,după cum sa arătase aplica asupra epruvetei diferite sarcini si semăsoară deformaţiile corespunzătoare.

Pentru obţinerea punctelor , se procedează astfel :cunoscând forţa Paplicata,se calculează efortul unitar corespunzător , cu formula :

0 A

P =σ

Apoi cunoscând lungimea variabila l intre repere se calculează lungimeaspecifica

0

0

l

l l −=ε

Aceste rezultate se trec in tabela 3Diametrul iniţial =0d …mm

Lungimea iniţiala l0

=…mmSecţiunea iniţiala A 0 =…mm 2

Fiecare pereche de valori ε σ = din tabela reprezintă un punct al

diagramei,care,in cazul otelului,va avea aspectul din figura 1.

VI. OBSERVATII,CONCLUZII

Studentul va trage concluzii asupra felului cum s-a produsruperea,asupra mersului lucrării, asupra curbei caracteristice,a ordinului demărime a erorilor,a posibilităţilor de eliminare a lor etc.



Powered by http://www.referat.ro/

cel mai tare site cu referate

http://www.referat.ro/

http://www.referat.ro/

Documents

Www.referate.ro-incercarea La Tractiune a Metalelor Ea73b