Katedra Wytrzymałości Materiałów i Konstrukcji

Laboratorium

W laboratorium Wytrzymałości Materiałów w zależności od rodzajów studiów odrabiane są następujące ćwiczenia:

1. Próba statyczna rozciągania metali

Cel ćwiczenia:

Określenie, na podstawie próby rozciągania, następujących wielkości wytrzymałościowych i plastycznych materiału: wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, wydłużenie, przewężenie i moduł Younga.

Sprawozdanie:

W sprawozdaniu należy podać:
  • zastosowanie i cel próby,
  • znaczenie symboli: d0, du, S0, L0, Lu5, Re, Rm, A, Z, E,
  • sposób obliczenia mierzonych wielkości (Re, Rm, A, Z, E),
  • określenia modułu Younga, modułu stycznego i modułu siecznego,
  • wykresy rozciągania otrzymane podczas wykonywania próby,
  • rysunek próbki,
  • wyniki pomiarów zestawione w tabeli.
2. Próba statyczna ściskania metali

Cel ćwiczenia:

Zbadanie własności wytrzymałościowych na ściskanie materiałów kruchych i plastycznych, jednorodnych i niejednorodnych, oraz zaznajomienie się z maszynami wytrzymałościowymi i aparaturą pomiarową stosowaną do tego rodzaju badań.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • rodzaj materiału, z którego została wykonana próbka,
  • typ próbki (kształt i wymiary),
  • rodzaj maszyny wytrzymałościowej, na której przeprowadzono próbę,
  • zakres siłomierza,
  • cel próby,
  • oznaczenie podstawowych wielkości,
  • określenia podstawowe,
  • wykres ściskania,
  • tabelkę z wynikami pomiarów,
  • charakterystyki złomu,
  • spostrzeżenia i wnioski.
3. Próba udarności metali

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z próbą udarności stali, przeprowadzenia próbyi okreśłenie w dżulach energii zużytej na zniszczenie próbki.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • cel ćwiczenia,
  • określenie miary udarności i definicję udarności,
  • rysunki próbki Charpy’ego U, V oraz Messnagera,
  • warunki pobierania i przygotowania próbek,
  • rysunek młota Charpy’ego,
  • wyprowadzenie wzoru na wartość pracy zużytej na złamanie próbki (energię pochłonietą),
  • ocenę wyników próby i rodzaju złomu,
  • wyniki pomiarów (miarę udarności oraz udarność),
  • uwagi i wnioski.
4. Próba twardości metali

Cel ćwiczenia:

Poznanie metod badania twardości metali, nabycie umiejętności w określaniu twardości metali metodami Brinella, Rockwella i Vickersa, zapoznanie się z budową twardościomierzy używanych do pomiaru twardości wymienionymi metodami.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • definicję twardości według Brinella,
  • schemat aparatu Brinella,
  • opis działania aparatu Brinella podczas próby,
  • warunki dokonywania pomiarów,
  • wyniki pomiarów,
  • definicję twardości według Rockwell’a,
  • zasady pomiaru twardości Rockwell’a przy użyciu stożka i kulki,
  • schemat aparatu Rockwell’a,
  • opis działania aparatu Rockwell’a podczas próby,
  • definicję twardości według Vickersa,
  • schemat aparatu Vickersa,
  • opis działania aparatu Vickersa podczas próby,
  • warunki dokonywania pomiarów,
  • wyniki pomiarów.
5. Wyznaczanie wytrzymałości zmęczeniowej metali (próba przyspieszona)

Cel ćwiczenia:

Praktyczne wyznaczenie wytrzymałości na zmęczenie przy symetrycznym cyklu obciążenia. Sporządznie uproszczonego wykresu zmęczeniowego Smitha dla danych wartości granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciągania badanego materiału. Wyznaczenie współczynników bezpieczeństwa na zmęczenia dla przykładowego cyklu naprężeń zmiennych.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • definicję wytrzymałości zmęczeniowej oraz istotę próby przyspieszonej,
  • schemat i opis maszyny wytrzymałościowej,
  • schemat obciążenia próbki,
  • tabelkę z wynikami pomiarów oraz wykres zależności f = f(σmax),
  • wartość zg0 wyznaczoną z wykresu
  • wartość wytrzymałości zmęczeniowej na rozciąganie zr0, odpowiadającą wyznaczonej wartości zg0, wyznaczoną na podstawie zależności : zr0≈0.7 zg0,
  • uproszczony wykres Smitha (Re i Rm wg. tabeli 5.2 skrypty),
  • wartość zmęczeniowego współczynnika bezpieczeństwa xz dla niesymetrycznego cyklu naprężeń: σmax = 100MPa i σmin = -40MPa w przypadku gdy:
    1. $\sigma_{a} / \sigma_{m}=const$
    2. $\sigma_{m}=const$
6. Tensometria oporowa

Cel ćwiczenia:

Poznanie metod pomiaru odkształceń za pomocą tensometrii oporowej i zapoznanie się z obsługą mostka tensometrycznego. Doświadczalne określenie modułu Younga i liczby Poissona materiału belki zginanej.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • cel ćwiczenia,
  • określenie tensometru i tensometrii,
  • budowę tensometru oporowego (rysunek),
  • zasadę pomiaru odkształceń metodą tensometrii oporowej,
  • schematy połączeń czujników z mostkiem tensometrycznym,
  • schemat obciążenia belki, wykres momentów gnących oraz zestawienie wszystkich danych potrzebnych do obliczeń,
  • wyniki pomiarów zestawione w tabeli,
  • wartość Δσgmax dla ΔP = 100 N określone teoretycznie oraz doświadczalnie,
  • obliczenie błędu pomiaru,
  • obliczenie wartości modułu Younga (E) i liczby Poissona (ν).
7. Wyznaczanie modułu sprężystości postaciowej G przez pomiar kąta skręcenia pręta

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie modułu sprężystości postaciowej G materiału próbek o przekrojach kołowym i prostokątnym przez pomiar ich kąta skręcenia.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • cel ćwiczenia,
  • podstawowe wzory i rozkład naprężeń przy skręcaniu pręta o pręta o przekrojach prostokątnym i kołowym,
  • wyprowadzenie wzoru na kąt skręcenia,
  • wykres momentu skręcającego w funkcji kata skręcenia,
  • schemat skręcarki,
  • tablicę z wynikami,
  • obliczenia,
  • uwagi i wnioski.
8. Badanie wyboczenia pręta ściskanego

Cel ćwiczenia:

Doświadczalne wyznaczenie metodą Southwella krytycznej siły ściskającej pręta podpartego przegubowo na końcach, pod warunkiem, że jest to wyboczenie sprężyste.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • rysunek pręta wraz z jego wymiarami,
  • definicję siły krytycznej i wzór Eulera,
  • obliczenia smukłości pręta,
  • obliczenie siły krytycznej ze wzoru Eulera,
  • tablicę zawierającą wyniki pomiarów,
  • wykres wykonany na papierze milimetrowym,
  • obliczenie siły krytycznej na podstawie wykresu,
  • obliczenie błędu.
9. Badanie odkształceń pierścienia kołowego

Cel ćwiczenia:

Doświadczalne wyznaczenie odkształceń pierścienia rozciąganego, porównanie wyników badań z wartościami otrzymanymi za pomocą wzorów teoretycznych. Wyznaczenie stałej sprężystości pierścienia (teoretycznie i praktycznie).

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • dane wyjściowe do obliczeń i pomiarów,
  • wyprowadzenie wzoru na zmniejszenie się średnicy poziomej pierścienia rozciąganego siłami pionowymi P,
  • obliczenie (teoretyczne) stałej sprężystości pierścienia,
  • wyniki pomiarów zestawione w tabeli,
  • obliczenie (doświadczalne) stałej sprężystości pierścienia,
  • porównanie wyników otrzymanych z pomiarów z wartościami wyznaczonymi teoretycznie.
10. Badanie odkształceń sprężyny śrubowej

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie skrócenia ściskanych siłą P dwóch sprężyn o takich samych wysokościach połączonych równolegle. Wyznaczenie sił ściskających każdą ze sprężyn oraz modułu sprężystości postaciowej G materiału sprężyn.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • dane wyjściowe do pomiarów i obliczeń,
  • wyprowadzenie wzoru na wydłużenie (skrócenie) sprężyny śrubowej,
  • wyniki pomiarów zestawione w tablicy,
  • wyznaczenie wartości sił ściskającą każdą ze sprężyn,
  • wyznaczenie modułu sprężystości postaciowej G materiału sprężyn.
13. Wyznaczanie położenia środka sił poprzecznych

Cel ćwiczenia:

Doświadczalne wyznaczenie położenia środka sił poprzecznych dla dwóch cienkościennych belek wspornikowych o przekroju ceowym i kątowym oraz porównanie otrzymanych wyników z wynikami obliczeń teoretycznych.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • cel ćwiczenia,
  • wyprowadzenie wzoru na położenie środka sił poprzecznych dla przekroju ceowego i kątowego,
  • wyniki pomiarów zestawione w tablicach,
  • wykresy fl i fp w zależności od współrzędnej z – z zaznaczonym położeniem środka sił poprzecznych kątownika i ceownika,
  • wartości współrzędnych środków sił poprzecznych kątownika i ceownika obliczone na podstawie wzorów teoretycznych,
  • określenie błędu względnego.
14. Badanie zbiornika ciśnieniowego

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z działaniem automatycznego mostka tensometrycznego UGR-60. Doświadczalne wyznaczenie rozkładu naprężeń w zbiorniku ciśnieniowym przez pomiar odkształceń metodą tensometrii oporowej. Porównanie wyników otrzymanych podczas wykonywania ćwiczenia z wynikami obliczeń teoretycznych – analitycznych oraz numerycznych (metoda elementów skończonych).

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • cel ćwiczenia,
  • szkic badanego zbiornika z zaznaczeniem rozmieszczenia i liczby punktów pomiarowych,
  • tablicę wyników pomiarów tensometrycznych,
  • porównanie wartości naprężeń obwodowych i wzdłużnych w płaszczu zbiornika w stanie błonowym otrzymanych z wzorów teoretycznych i doświadczalnie dla rozet położonych w części walcowej zbiornika dostatecznie odległych od den,
  • porównanie wartości naprężeń maksymalnych otrzymanych doświadczalnie dla płyty kołowej z wartościami otrzymanymi teoretycznie dla takiej samej płyty obciążonej na całej powierzchni obciążeniem rozłożonym równomiernie dla dwu przypadków podparcia: utwierdzenie, podparcie przegubowe,
  • oszacowanie wartości naprężeń w płaszczu zbiornika przy kołnierzu po stronie wewnętrznej,
  • porównanie naprężeń błonowych w części kulistej dennicy eliptycznej zbiornika otrzymanych z wzoru teoretycznego i doświadczalnie,
  • wykresy rozkładu naprę uzyskanych z MES z naniesionymi wynikami pomiarów tensometrycznych.
15. Zginanie ukośne

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie strzałki ugięcia i naprężeń w belce wspornikowej poddanej zginaniu płaskiemu oraz ukośnemu. Porównanie otrzymanych wyników z wartościami wyznaczonymi na podstawie wzorów teoretycznych.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • cel ćwiczenia,
  • definicje zginania płaskiego i ukośnego,
  • zestawienie wyników obliczeń i pomiarów w tabelce.
16. Wyznaczanie składowych płaskiego stanu naprężenia przy zastosowaniu tensometrów elektrooporowych

Cel ćwiczenia:

Wyznaczenie składowych płaskiego stanu naprężenia rozciąganej jednokierunkowo tarczy prostokątnej osłabionej w środku otworem kołowym przez pomiar składowych stanu odkształcenia za pomocą tensometrów elektrooporowych oraz porównanie otrzymanych wyników z wartościami wyznaczonymi na podstawie wzorów teoretycznych.

Sprawozdanie :

W sprawozdaniu należy podać:
  • cel ćwiczenia,
  • ważniejsze wzory określające składowe stanu naprężenia w rozciąganej jednokierunkowo tarczy prostokątnej, osłabionej w środku kołowym otworem,
  • zasady wyznaczania składowych jednokierunkowego i płaskiego stanu naprężenia,
  • wyniki pomiarów tensometrycznych,
  • obliczenie współczynników koncentracji naprężeń,
  • porównanie wyników otrzymanych na podstawie przeprowadzonych badań doświadczalnych oraz wzorów teoretycznych – współczynniki nanieść na wykresy,
  • obliczyć rzeczywisty współczynnik koncentracji naprężeń dla badanej tarczy.

pliki do pobrania

Wielkość
Instrukcja do ćwiczenia nr 6. 0.86 MB
-->

Współpracujemy z