MECHANICZNE METODY BADAŃ MATERIAŁÓW

MECHANICZNE METODY BADAŃ MATERIAŁÓW. Ćwiczenia laboratoryjne

Niniejszy podręcznik jest przeznaczony dla studentów studiów inżynierskich (studia pierwszego stopnia) Wydziału Mechanicznego, w ramach przedmiotu wytrzymałość materiałów, na wszystkich kierunkach studiów prowadzonych na Wydziale: mechanika i budowa maszyn, mechatronika, inżynieria mechaniczno-medyczna, zarządzanie i inżynieria produkcji oraz inżynieria materiałowa. W podręczniku opisano także ćwiczenia laboratoryjne dla studentów studiów magisterskich na kierunku mechanika i budowa maszyn w ramach przedmiotu mechanika ośrodków ciągłych.

W podręczniku zawarto opis Laboratorium Wytrzymałości Materiałów znajdującego się w Katedrze Mechaniki i Mechatroniki na Wydziale Mechanicznym Politechniki Gdańskiej oraz instrukcje do szesnastu ćwiczeń laboratoryjnych dla studentów wszystkich kierunków studiów oferowanych na Wydziale. Ćwiczenia dotyczą zagadnień związanych ze statycznymi i dynamicznymi próbami niszczącymi, badań materiałów na ściskanie i rozciąganie, badań twardości, udarności, wytrzymałości zmęczeniowej i propagacji pęknięcia zmęczeniowego oraz badań lin stalowych, prób technologicznych i badań niszczących złączy spawanych metali. Są to badania odnoszące się do metali pracujących nie tylko w temperaturze otoczenia, ale także w podwyższonej temperaturze.

W opisach poszczególnych ćwiczeń podano cel prowadzonych badań, podstawowe definicje, metody realizacji badań ze szczególnym omówieniem próbek do badań, maszyn i urządzeń wytrzymałościowych niezbędnych do realizacji badań oraz sposobu analizy i opra­cowywania wyników. Podano również wykaz polskich i europejskich norm, według których prowadzone są badania.

Spis treści

Wstęp

Laboratorium wytrzymałości materiałów na Wydziale Mechanicznym PG

Ćwiczenia laboratoryjne

Statyczna próba rozciągania metali

Cel badań

Podstawowe pojęcia

Wykonanie badań

Unieważnienie próby rozciągania

Przygotowanie raportu z badań

Wyznaczanie modułu sprężystości podłużnej, umownej granicy sprężystości i umownej granicy plastyczności

Cel ćwiczenia

Podstawowe definicje

Wykonanie badań

Unieważnienie próby rozciągania

Przygotowanie raportu z badań

Statyczna próba ściskania metali

Cel ćwiczenia

Podstawowe definicje

Wykonanie badań

Ściskanie metali plastycznych

Ściskanie metali kruchych

Przeprowadzenie próby

Przygotowanie raportu z badań

Badanie udarności metali

Próbki do badań

Młot wahadłowy stosowany do przeprowadzenia próby udarności

Metoda badania

Analiza i zapis wyników pomiaru

Określenie temperatury kruchości

Przygotowanie raportu z badań

Dynamiczna próba rozciągania metali

Próbki i urządzenie do rozciągania dynamicznego

Naprężenia i odkształcenia przy rozciąganiu dynamicznym

Wpływ karbu

Przygotowanie raportu z badań

Statyczna próba skręcania metali

Próba skręcania metali

Obliczanie wartości charakterystycznych

Próbki do próby skręcania

Przeprowadzenie próby

Wyznaczenie modułu sprężystości postaciowej

Przygotowanie raportu z badań

Badanie odkształcenia za pomocą tensometrii oporowej

Podstawy teoretyczne

Układy pomiarowe

Badanie płaskiego stanu naprężeń

Przygotowanie raportu z badań

Badanie twardości metali

Pomiar twardości sposobem Brinella

Pomiar twardości sposobem Rockwella

Pomiar twardości sposobem Vickersa

Pomiar twardości młotkiem Poldi

Pomiar twardości metodą Shore’a

Przygotowanie raportu z badań

Badanie wytrzymałości zmęczeniowej metali

Podstawy

Wyznaczanie wytrzymałości zmęczeniowej (wykres Wöhlera – krzywa S–N materiału)

Wyznaczanie wytrzymałości zmęczeniowej przy cyklachniesymetrycznych (wykres Smitha, wykres Haigha)

Zjawiska wpływające na zmęczenie materiału

Przygotowanie raportu z badań

Badanie lin stalowych

Budowa lin

Klasyfikacja lin stalowych

Badanie lin stalowych

Zawiesia

Przykłady oznaczeń i konstrukcji lin

Przygotowanie raportu z badań

Próby technologiczne – część 1

Cel próby

Próba jednokierunkowego skręcania drutu

Próba przeginania dwukierunkowego drutu metalowego oraz blach i taśm o grubości do 3 mm

Próba spęczania metali

Próba podwójnego zginania i próba zawijania ze zginaniem cienkich blach metalowych

Przygotowanie raportu z badań

Próby technologiczne – część 2

Cel próby

Próba rozciągania pierścienia wyciętego z rury metalowej

Próba roztłaczania rury metalowej

Próba roztłaczania pierścienia wyciętego z rury metalowej

Próba spłaszczania rury metalowej

Gięcie plastyczne

Próba zginania rury metalowej

Próby tłoczności

Przygotowanie raportu z badań

Badanie złączy spawanych metali

Statyczna próba rozciągania doczołowych złączy spawanych metali

Statyczna próba rozciągania próbek poprzecznych spawanych złączy metali

Statyczna próba rozciągania próbek wzdłużnych ze spoin złączy spawanych metali

Próba udarności spawanych złączy metalidań

Wybrane aspekty mechaniki pękania

Wyznaczenie odporności na pękanie w płaskim stanie odkształcenia

Wyznaczanie prędkości wzrostu pęknięcia zmęczeniowego

Przygotowanie raportu z badań

Próba udarowa spadającym ciężarem

Cel próby  1523.15.2. Wykonanie próby

Przygotowanie raportu z badań

.Statyczna próba rozciągania metali w podwyższonej temperaturze.

Zjawisko pełzania

Cel próby

Statyczna próba rozciągania w podwyższonej temperaturze

Zjawisko pełzania metali

Próba pełzania metali

Uwagi końcowe

Przygotowanie raportu z badań

Literatura