Zkouška tahem (ČSN 42 0310 – 78)

patří mezi mechanické statické zkoušky, kde se zatěžování děje plynule rostoucí silou až

do porušení materiálu (síla není konstantní)

provádí se na zkušebních tělesech

napěťové charakteristiky mechanických zkoušek se vyjadřují smluvním napětím

» napětí se vztahuje na původní rozměr S₀ » napětí R = F / S [MPa]

vzorek má kruhový průřez a vyznačenou rysku dlouhou 5 – 10 ti násobku průměru

tuto tyč zatěžujeme jednoosým tahem

tah vyvodí zkušební stroj „trhačka“

zatěžování se provádí plynule rostoucí silou

protažení zkušební tyče sledujeme pomocí tzv. trhacího diagramu

Lineární závislost mezi napětím a prodloužením

Hookův zákon R = E · ε

mez úměrnosti » takové napětí, do kterého platí Hookův zákon

Mez pružnosti

takové napětí, do kterého vzniká první trvalá deformace

smluvní mez pružnosti Rp 0,005 » takové napětí, které způsobí trvalou

deformaci 0,005 % l₀ (poměrného prodloužení)

Mez kluzu

vyjadřuje napětí, od kterého vznikají v materiálu výrazné trvalé deformace

smluvní mez kluzu Pp 0,2 » takové napětí, které zanechá trvalou deformaci

0,2 % l₀ (poměrného prodloužení)

Mez pevnosti

R_m = F_n / S₀ » maximální napětí, které je materiál schopen unést

Postup zkoušky:

změření rozměrů tyčky d₀ a L₀

zadání údajů do počítače

upnutí tyčky do čelistí

její přetržení

změření rozměrů tyčky po zkoušce, rozměry d a L

Prodloužení tyče: ΔL = L – L₀

Poměrné prodloužení:

L – je měřená délka tyče v daném okamžiku zatěžování

Smluvní napětí:

Tažnost

poměrné prodloužení v okamžiku přetržení A₅₍₁₀₎ = l_u – l₀ / l₀ · 100 [%]

změří se délka tyček a odečte se původní délka

Kontrakce (poměrné zúžení)

poměrné zúžení v okamžiku přetržení Z = S₀ – S_u / S₀ · 100

Zkušební těleso

tyč: a) kruhový průřez

b) čtyřhranný průřez

tyče: a) dlouhé L₀ = 10d

b) krátké L₀ = 5d

Obr.: Tyč pro zkoušku tahem

Kde:   L₀ – výchozí délka zkušební tyče

d₀ – průměr válcové zkušební tyče

R_e – mez kluzu

R_p – smluvní mez kluzu – odpovídá

trvalé deformaci 0,2% z délky L₀

R_a – mez úměrnosti

R_m – mez pevnosti

R_he – horní mez kluzu

R_de – dolní mez kluzu

E – modul pružnosti

Obr.: Pracovní diagram zkoušky tahem

Počáteční přímkový úsek přísluší pružné deformaci a vyjadřuje úměrnost napětí a deformace podle Hookeova zákona.

Další část diagramu až do přetržení tyče (bod U) souvisí s plastickou deformací a deformačním zpevňováním.

Hodnoty naměřené před zkouškou a po zkoušce:

Před zkouškou -průměr d₀= 9,39mm

-délka L₀= 62,73 mm

-S₀ = 69,25 mm²

Po zkoušce - průměr d= 6,67 mm

-délka L= 75,75 mm

-S_u = 34,94 mm²

-maximální síla Fmax= 45625N

Výpočet prodloužení poměrného prodloužení, kontrakce a tažnosti:

ΔL = L – L₀ =75,75-62,73=13,02mm

Obr.: Mechanický trhací stroj s ručním ovládáním: 1 – indukční snímač sily, 2 – indukční průtahoměr, A – vzorek, B – příčník, C – ovládání, V – vřeteno, P – převodovka, M – motor.

Závěr:

Tyč byla vyrobena z houževnatého materiálu, díky tomu je na příloze patrna výrazná mez kluzu.