Technické materiály a technologie

Statická zkouška tahem

Statická 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

jako vzorek je použita tyč kruhového průřezu, její délka je rovna 5 -10 násobku průměru, tyčka má normalizovaný tvar a vyznačenou rysku

tuto tyč zatěžujeme až do jejího přetržení jednoosým tahem

tah vyvodí zkušební stroj zvaný trhačka

zatěžování se provádí plynule rostoucí silou

protažení zkušební tyče sledujeme pomocí tzv. trhacího diagramu 

Mez úměrnosti σ_u (R_u

takové maximální napětí, do kterého platí Hookův zákon

Hookův zákon: σ = E · ε (E – Jongův modul pružnosti; ε – poměrné prodloužení)

Mez pružnosti σ_E (R_p

takové napětí, do kterého vznikají pouze pružné deformace

zavádíme tzv. smluvní mez pružnosti R – napětí, které po odlehčení tyče zachová trvalou deformaci 0,005 % z původní délky l

Mez kluzu σ_K (R_E

napětí, při němž se v materiálu objevují první plastické deformace

zavádíme smluvní mez kluzu R – napětí, které zanechá trvalou deformaci tyče 0,2 % z l

Mez pevnosti σ_m (R_m

maximální napětí, které je materiál schopen vydržet bez porušení R_m = F_max / S₀

Postup zkoušky:

změření rozměrů tyčky (d₀ a l₀)

zadání údajů do počítače

upnutí tyčky do čelistí

zatěžování tyčky jednoosým tahem až do jejího přetržení

změření rozměrů tyčky po zkoušce (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:

Kontrakce (poměrné zúžení):

poměrné zúžení v okamžiku přetržení:

Zkušební těleso:

tyč: a) kruhový průřez

b) čtyřhranný průřez

tyče:  a) dlouhé: l₀ = 10*d

b) krátké: l₀ = 5*d

Obr.: Tyč pro zkoušku tahem

Kde: L₀ – výchozí délka zkušební tyče

d₀ – výchozí průměr válcové zkušební tyče

Naměřené hodnoty:

Před zkouškou:

průměr d₀ = 9,39mm

délka l₀ = 62,73 mm

průřez S₀ = 69,25 mm²

Po zkoušce:

průměr d = 6,67 mm

délka l = 75,75 mm

průřez S = 34,94 mm²

maximální síla F_max = 45625 N

Výpočty:

Prodloužení:

Δl = l – l₀ = 75,75 - 62,73 = 13,02 mm

Poměrné prodloužení:

Mez pevnosti:

Tažnost:

Kontrakce:

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:

Zkušební tyčka byla vyrobena z houževnatějšího materiálu, díky tomu je na příloze patrná mez kluzu.

Přílohy:

• napěťová charakteristika

Použité zdroje:

• použité obrázky jsou staženy z internetu, příp. z univerzitní počítačové sítě