2. ispitivanje materijla zatezanjem

7/25/2019 2. Ispitivanje Materijla Zatezanjem

1/33

ISPITIVANJE

MATERIJALAISPITIVANJE VRSTOE ZATEZANJEM

Prof.dr Sead Pai

Mostar, febrar !"#$.

%NIVERZITET &'(EMAL )IJE'I*MA+INSI -A%LTET MOSTAR


2/33

Isiti/a01e 2/rstoe 3ate3a01e4

Ispitivanje zatezanjem je najznaajniji nain ispitivanja materijala, u ciljuodreivanja mehanikih osobina: 3ate30a 2/rsto2a R4i 0ao0te2e01a Re.

Istovremeno sa ispitivanjem osobina vrstoe, mogu se dobiti i podaci omogunosti deformisanja materijala: i3d5e01a Ai 6o0tra67i1e

res1e6a Z. Ispitivanje zatezanjem izvodi se na maini za ispitivanje zatezanjem,

koja treba da obezbijedi ravnomjerno prenoenje sile na epruvetu. !pruveta se u podu"nom pravcu izla"e zateznim silama do prekida, pri

emu se na ureaju za registrovanje optereenja prati tok promjene sile. #otrebna sila se mo"e ostvariti mehanikim ili hidraulikim putem.

ida8i7e sa 4e9a0i26i4 o:o0o4 $ za manja optereenja %do &''k(), a prednost im je u tome to mogu registrovati brze promjeneoptereenja.

;idra8i20e 6ida8i7e se koriste za vea optereenja, obino od &'' do&.''' k(.

*


3/33


+


4/33


5/33


6a ispitivanje zatezanjem koriste se odgovarajue epruvete. !pruvete mogu biti razliitih dimenzija i razliitih poprenih

presjeka: kru"nog, pravougaonog i kvadratnog presjeka.

7


6/33


Standardni tipovi epruveta i oznake nekih osobina

Ispitivanje zatezanjem se, ponekad, izvodi na gotovim

elementima i dijelovima konstrukcija, da bi im se ustanovilanosivost, odnosno, sila potrebna da izazove prekid.

8dsjeci "ica, traka, betonskog elika, cijevi i pro9la,jednostavnijeg oblika poprenog presjeka, mogu se bezposebne obrade, neposrednim stezanjem eljustima maine,

podvrgnuti ispitivanju zatezanjem.


7/33

'i1a:ra4 0ao0 < 1edi0i20o i3d5e01e

#onaanje materijala pri ispitivanju zatezanjem se prati nadijagramu kidanja.

(a ordinati se registruje sila ; %(), a na apscisi trenutno izdu"enje l%mm).


8/33


#ri porastu sile epruveta se deformie, odnosno, izdu"uje seproporcionalno porastu sile. Izmeu sile i izdu"enja postojilinearna zavisnost =;6o/ 3a6o0>.

?


9/33


#oveanjem napona prekogranice teenja, dolazi doveih plastinih deformacija,popreni presjek se stalno iravnomjerno smanjuje po

cijeloj mjernoj du"ini epruvete.

@ko bi se epruveta rasteretilaod napona koji je neto vei odnapona teenja, kriva na

dijagramu napon $ jedininoizdu"enje, vraa se i toparalelno sa krivom pri porastunapona, ostavljajui trajnudeformaciju.

A


10/33


1 zavisnosti od mehanikih osobina materijala, oblicidijagrama sila $ trenutno izdu"enje, odnosno, napon $ jedinino

izdu"enje, mogu bitno da se razlikuju.

&'


11/33



12/33

St/ar0i 0ao0 i i3d5e01e

#ri raunanju normalnog napona , koristi se poetnavrijednost poprenog presjeka S".

#opreni presjek se za vrijeme ispitivanja zatezanjemneznatno smanjuje u elastinom podruju, dok je u oblasti

plastinosti smanjivanje presjeka znaajno. St/ar0i 0ao0 se de9nie kao odnos sile ; u datom

trenutku i stvarne najmanje povrine poprenog presjekaepruvete :

gdje je:; %() $ sila u datom trenutku, %mm*) $ stvarni popreni presjek.

&*


13/33


8dnos promjene du"ine epruvete u svakom datom trenutkui du"ine u tom trenutku, odreuje stvarno izda"enje st:

@ko nema promjene zapremine pri deformaciji:

,odnosno:

'i1a:ra4 st/ar0i 0ao0 < st/ar0o i3d5e01e konstruiese tako to se vrijednost sile ; dijeli sa vrijednou povrinepoprenog presjeka u trenutku mjerenja, a stvarnoizdu"enje izraunava prema naprijed navedenoj jednaini.

&+


14/33


8vako dobijena kriva morase korigovati %isprekidana

linija), jer u oblasti naglogsu"enja presjeka $ pojavaCvrataC, prividno sepoveavaju vrijednostinormalnih napona, zbogpojave trodimenzionalnognaprezanja.

&5


15/33


riva stvarni napon$stvarno izdu"enjemo"e se predstaviti jednainom:

gdje je: $ koe9cijent ojaanja, n $ eksponent ojaanja.

@ko se korigovana kriva stvarni napon$ stvarno izdu"enje prika"e ulogaritamskim koordinatama dobijase pribli"no prava linija.

(agib ove prave jednak jeeksponentu 0.

Dto je nagib prave vei, to je veasposobnost ojaavanja materijala.

&7


16/33


Ispitivanje na zatezanje mo"eda poslu"i i za odreivanje"ilavost materijala.

Eilavost mo"e biti odreena

povrinom ispod krive napon$izdu"enje i predstavljakoliinu apsorbovane energijepo jedinici zapreminematerijala %FGm+).

Dto je ta povrina vea, veaje i "ilavost.

Eilav materijal mora pokazatidobru vrstou i plastinost.

&


17/33

%ti7a1 te4eratre

#orastom temperature dolazido znaajnih promjena nakrivoj napon $ izdu"enje:plastinost i "ilavost rastu,dok napon teenja Be,

zatezna vrstoa Bmi modulelastinosti ! opadaju. #romjene osobina, nastale

promjenom temperature,naroito se koriste pri obradimetala deformisanjem

%obrada u toplom stanju),kako bi se iskoristio efekatvee plastinosti i ni"egpotrebnog napona zadeformaciju.

&>


18/33

Po6a3ate81 i 2/rstoe i 8asti20osti

Zate30a 2/rstoa %Bm) predstavlja izraunati napon koji proizvodimaksimalna sila zatezanja ;mna jedinicu povrine prvobitnogpresjeka epruvete:

od ispitivanja krtih materijala treba obratiti pa"nju da epruveta budecentrino optereena, jer dodatna savojna optereenja mogu uticatina rezultate ispitivanja.

Hrzina porasta sile mora da bude takva, da speci9no optereenje neprelazi &' #a u jednoj sekundi, u podruju do granice razvlaenja.

aterijali, kod kojih pojava rekristalizacije nastaje pri temperaturamabliskim sobnoj, imaju zateznu vrstou koja je jae zavisna od brzinedeformisanja, pa su za procjenu statike nosivosti potrebnaispitivanja dugotrajnim optereenjem.

&?


19/33


?ra0i7a ra3/8a2e01a. Jranina sila, pri kojoj za

male promjene vrijednostisile, nastaju osjetno veepromjene du"ine, naziva sesila na granici razvlaenja ;v.

#od granicom razvlaenja%Bv) podrazumijeva seizraunati napon koji

proizvodi sila ;vna jedinicupovrine prvobitnog presjekaepruvete:

&A


20/33


@ko pri granici razvlaenjanastane osjetan pad sile,razlikuju se gornja i donjagranica razvlaenja.

?or01a :ra0i7a

ra3/8a2e01a odgovaranaponu, pri kojem nastajeprvi prolom krive napon $jedinino izdu"enje.

'o01a :ra0i7a ra3/8a2e01a

odgovara onom naponu, kojise poslije dostizanja gornjegranice razvlaenja, ustali zavrijeme primjetnogizdu"ivanja.

*'


21/33


Te90i26a :ra0i7ara3/8a2e01a. @ko granica razvlaenja nije

otro istaknuta, odreuje setehnika granica razvlaenja

%B'.*), tj. napon pri kojemtrajno izdu"enje iznosi ',*0prvobitne mjerne du"ine :

Kehnika granica razvlaenja%granica ',*0) mo"e seodrediti i gra9ki iz dijagramanapon $ jedinino izdu"enje.

*&


22/33


?ra0i7a e8asti20osti %B!) predstavlja granini napon do kojegne nastaju nikakve trajne deformacije.

obzirom da je teko precizno odrediti ovaj napon, usvojeno jeda se kao praktina vrijednost granice elastinosti uzima naponkoji izaziva pouzdano mjerljivu malu vrijednost trajnog izdu"enja.

Jra9ki se granica elastinosti mo"e odrediti na slian nain kaoi tehnika granica razvlaenja, s tim to se prava paralelnapoetnom pravolinijskom toku krive napon $ izdu"enje povlai naudaljenju od ','&0, odnosno ',''70 mjerne da"ine.

(isku granicu elastinosti imaju materijali kod kojih pod

dejstvom sila, usljed srukturnih nehomogenosti, nastajenaruavanje ravnomjernog naponskog stanja. Kako, sivi liv imaveoma nisku granicu elastinosti, dok je kod vrlo istih elika onasasvim blizu granice razvlaenja.

**


23/33


?ra0i7a roor7io0a80osti.(ajvei napon, pri kome jo postojiproporcionalnost izmeu napona i jedininog izdu"enja %tj. dokojeg va"i Lukov zakon), naziva se granica proporcionalnosti %Bp).

riva napon $ jedinino izdu"enje do granice proporcionalnostibie, prema tome, prava linija. #ri porastu napona iznad ove

vrijednosti, proporcionalnost izmeu napona i jedininog izdu"enjaprestaje. Izdu"enje, u odnosu na napon, poinje da raste br"e. #oto je ovaj prelaz sasvim postepen, odstupanja od

proporcionalnosti ostaju najprije u granicama tanosti mjerenjanapona i deformacija tako da precizno odreivanje graniceproporcionalnosti nije mogue ni pri vrlo preciznim mjerenjima.

#o pravilu, granica proporcionalnosti nalazi se gra9kominterpolacijom iz dijagrama u koji su nanijete vrijednosti za napon ijedinino izdu"enje dobivene pri ispitivanju.

*+


24/33


Mod8 e8asti20osti %!) predstavlja odnos napona premajedininom izdu"enju u podruju elastinosti:

@ko se umjesto napona i izdu"enja unesu vrijednosti i

dobie se:

#ri porastu sile ;, raste prirataj du"ine l. #retpostavi li se daje l dostiglo vrijednost l' dobie se:

to znai da je modul elastinosti napon koji bi bio potreban dase du"ina epruvete dvostruko povea. Bazumije se da je ovosamo 9ktivna veliina, jer bi se i pri znatno ni"imvrijednostima napona prekoraila granica elastinosti.

*5


25/33


odul elastinosti se de9nie, kao otpornost materijalaprema deformisanju. 1koliko je njegov iznos vei, utoliko jeza jednaki presjek materijala potrebna vea sila da binastala odreena deformacija.

od materijala koji pokazuju linearnu zavisnost izmeunapona i jedininog izdu"enja, modul elastinosti sepraktino odreuje tako to se u podruju elastinosti zanekoliko uzastopnih jednakih prirataja sile %;), pomoupodesnog ekstenzometra, oitaju prirataji du"ine epruvete%l), koji pri idealnim uslovima treba da budu meusobno

jednaki. 1koliko nisu, to je najee sluaj, izrauna se srednja

vrijednost prirataja du"ine za dotini prirataj sile, pa semodul elastinosti izrauna po obrascu:

*7


26/33


odul elastinosti ima konstantnu vrijednost, koja zavisi odvrste materijala, a odreena je tangensom ugla koji zaklapapravolinijski dio dijagrama napon $ jedinino izdu"enje sapozitivnim pravcem apscise.

od materijala koji nemaju linearnu zavisnost izmeu naponai izdu"enja %3u, @l, ...), modul elastinosti se mijenja uzavisnosti od napona, a odreuje se iz tangensa ugla kojizaklapa tangenta krive napon $ jedinino izdu"enje saapscisom.

*


27/33


I3d5e01e. !pruveta mjerne du"ine l', podvrgnuta dejstvuzatezne sile, izdu"ie se na novu du"inu l,pa e razlikaizmeu nove du"ine i prvobitne mjerne du"ine predstavljatiprirataj du"ine ili tre0t0o i3d5e01e:

Krenutno izdu"enje, svedeno na prvobitnu mjernu du"inu,prestavlja1edi0i20o i3d5e01e =>@

Fedinino izdu"enje mo"e biti elastino eli plastino

pl.

8d naroitog znaaja je odreivanje i3d5e01a rire6id. 8no predstavlja razliku izmeu mjerne du"ineprekinute epruvete %lk) i prvobitne mjerne du"ine %l'),svedeno na prvobitnu mjernu du"inu. 8no se naziva

izdu"enje, a izra"ava se u procentima:

*>


28/33


*?


29/33


o0tra67i1a res1e6a.#rocentualno smanjenje povrinepoprenog presjeka epruvete je razlika izmeu prvobitnepovrine poprenog presjeka ', i povrine poprenogpresjeka u bilo kom trenutku ispitivanja , svedena naprvobitnu povrinu poprenog presjeka:

#rocentualno smanjenje povrine presjeka na mjestuprekida, naziva se 6o0tra67i1a:

gdje je: $ povrina najmanjeg poprenog presjeka namjestu prekida.

*A


30/33


+'

ontrakcija je mjera za najveu deformaciju epruvete, priispitivanju zatezanjem

posobnost deformisanja materijala mo"e biti i znatno vea,pri dejstvu vieosnih optereenja, naprimjer, pri valjanju,izvlaenju i slino.


31/33

I3bor ob8i6a i /e8i2i0e er/ete

8sobine koje se odreuju priispitivanju zatezanjem, predstavljaekarakteristine vrijednosti za jedanmaterijal, ukoliko se pri ispitivanjuuvijek dobijaju isti rezultati, bezobzira na laboratoriju, ispitivaa,oblik i veliinu epruvete.Ko e biti mogue, samo ako suispunjeni potrebni uslovi, koji sestoga propisuju sta0dardi4a.Bezultati ispitivanja nee se

meusobno razlikovati ukoliko se, priostalim jednakim uslovimaispitivanja, upotrijebe epruvete, kodkojih je odnos izmeu mjerne du"inei kvadratnog korijena povrinepoprenog presjeka jednak.

+&


32/33


!pruvete pravougaonog presjekaobino dolaze u obzir za ispitivanjelimova. 8dnos strana pravougaonogpresjeka de9nisan je standardima i

treba da bude najvie 5:&.

3ijevi, ipke, betonski elik, "ica i slino, mogu se ispitivatibez posebne obrade mjerne du"ine, tj. u stanju u kome senalaze. 8sobine deformacija odreuju se na du"inama kojeodgovaraju onim kod obraenih epruveta. 8vakve epruvetenazivaju se, obino, te90i26e er/ete.

+*


33/33


6a isiti/a01e 7i1e/i, prenika do +' mm, koriste setehnike epruvete.

2. ispitivanje materijla zatezanjem

Documents