1.lab Vjezba Bogdan.docx

POSTAVKA ZADATKA ZA VJEŽBU 1. DIO – DEFORMACIJE Vježba obuhvata mjerenje i izračunavanje plastičnih deformacija u postupku istezanja proporcionalne epruvete kružnog presjeka dimenzija L0 x d0 = 160 x 16 od čelika Č.0545. Radi određivanja maksimalne ravnomjerne deformacije u cilju eliminisanja zone lokalizacije epruveta je podijeljena na 16 podioka (slika 1). Istezanje se obavlja do pojave lokalizacije deformacije i kidanja.

Slika 1. Epruveta sa podiocima

U okviru ove tačke potrebno je:

1.1. Prije istezanja epruvete izmjeriti početne dimenzije epruvete: - ukupnu mjernu dužinu (L0) - dijametar (d0) - dužinu pojedinih podioka (l0). 1.2. Izvršiti istezanje epruvete do kidanja uz istovremeno snimanje dijagrama istezanja F - Δl. 1.3. Poslije istezanja izmjeriti promijenjene dimenzije epruvete: - ukupnu mjernu dužinu (L1) - dužinu i dijametar pojedinih podioka (l, d).

1.4. Na osnovu rezultata mjerenja izračunati: - ukupno apsolutno i relativno (jedinično) izduženje epruvete (ΔL, εL) - relativno izduženje pojedinih podioka (εl) - logaritamsku deformaciju dimenzija pojedinih podioka dužine (φl) i dijametra (φd). 1.5. Promjenu logaritamske deformacije (φl) prikazati grafički i odrediti broj (dužinu) ravnomjerno deformisanih dijelova epruvete lijevo i desno od mjesta lokalizacije. 1.6. Izračunati ravnomjerno relativno izduženje epruvete (εlM), kao i ravnomjernu logaritamsku deformaciju dužine (φlM) i dijametra (φdM). Dobijene rezultate prikazati tabelarno.

2. DIO – KRIVA TEČENJA I PARAMETRI PLASTIČNOSTI Na osnovu dobijenih podataka iz prethodnog dijela vježbe potrebno je:

2.1. Odrediti parametre plastičnosti, i to: odnos napona na granici razvlačenja i jačine materijala (aσ) kontrakciju presjeka na mjestu prekida (Ψ) eksponent krive deformacionog ojačavanja (n). Na osnovu dobijenih rezultata dati ocjenu plastičnosti materijala.

2.2. Na snimljenom dijagramu istezanja F-Δl (odnosno σ-ε) ucrtati krivu napona tečenja (k-ε) za područje ravnomjerne deformacije (slika 2). 2.3. Na osnovu eksperimentalno određene krive tečenja (k-ε) nacrtati istu krivu zanemarujući elastične deformacije (slika 3).

2.4. Za poznati analitički oblik krive tečenja k=c·φn odrediti konstantu c i eksponent n na osnovu podataka dobijenih kidanjem epruvete, a zatim nacrtati analitičku krivu u širem dijapazonu deformacije (slika 3).

REALIZACIJA VJEŽBE 1. DIO – DEFORMACIJE 1.1. U okviru ove tačke izmjerene su početne dimenzije epruvete (tabela 1): - ukupna mjerna dužina (L0), - dijametar (d0), - dužinu pojedinih podioka (l0). L0 = 160mm ; d0 = 16mm Br. podioka 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 l0 Tabela 1. Početne mjerne vrijednosti epruvete

1.2. Eksperiment jednoosnog istezanja cilindrične epruvete do kidanja (slika 2) izvodili smo na hidrauličnoj kidalici (slika 3) u laboratoriji Građevinskog fakulteta u Podgorici. Ova mašina je povezana sa X-Y pisačem, koji registruje promjenu deformacione sile u toku procesa, i daje dijagram istezanja.

Slika 2. Epruveta nakon kidanja

Slika 3. Hidraulična kidalica

1.3. Nakon istezanja i kidanja epruvete pokidane djelove spajamo u jednu cjelinu i mjerimo njene dimenzije (tabela 2): - ukupna mjerna dužina (L1), - dužina i dijametar pojedinih podioka (l,d). Broj podioka 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

l [mm]

D [mm]

10,90 14,80 11,30 14,50 17,20 9,00 14,50 13,40 11,80 14,50 11,10 14,60 11,10 15,20 11,20 15,10 11,05 15,10 11,10 15,10 11,05 15,05 11,05 15,05 11,05 15,05 11,05 15,05 11,05 15,05 11,05 15,05 L1 = 181,55 Tabela 2. Mjerne vrijednosti posle istezanja epruvete 1.4. Na osnovu podataka izmjerenih prije i posle istezanja epruvete, računamo sledeće podatke (tabela 3): - Ukupno apsolutno izduženje epruvete: ΔL = L1 – L0 = 181,55 - 160 = 21,55mm - Ukupno relativno izduženje epruvete: 𝜺𝒍 =

𝛥𝐿 21,55 = = 𝟎, 𝟏𝟑𝟓 𝐿0 160

-

Relativno izduženje (deformacija) pojedinih podioka na osnovu izraza: 𝜺𝒍 =

-

𝑙 − 𝑙0 𝑙0

Logaritamska deformacija dužine pojedinih podioka na osnovu izraza: 𝑙

φl =ln 𝑙

0

-

Logaritamska deformacija dijametra na osnovu izraza: 𝑑

φd =ln𝑑

0

Broj podioka

ΔL = 21,55mm εL = 0,135 εl φl

φd

1 0,090 0,086 -0,078 2 0,130 0,122 -0,098 3 0,720 0,542 -0,575 4 0,450 0,372 -0,177 5 0,180 0,166 -0,098 6 0,110 0,104 -0,092 7 0,110 0,104 -0,051 8 0,120 0,113 -0,058 9 0,105 0,100 -0,058 10 0,110 0,104 -0,058 11 0,005 0,005 -0,061 12 0,005 0,005 -0,061 13 0,005 0,005 -0,061 14 0,005 0,005 -0,061 15 0,005 0,005 -0,061 16 0,005 0,005 -0,061 Tabela 3. Vrijednosti deformacija epruvete

1.5. Na osnovu proračunatih vrijednosti za φl dobijamo dijagram promjene logaritamskih deformacija dužina pojedinih podioka (dijagram1):

logaritamska deformacija φl

0.600

prekid

0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

podioci

Dijagram 1. Dijagram promjene logaritamskih deformacijadužina pojedinih podioka

- Lijevo od mjesta lokalizacije ravnomjerno su deformisana 2 dijela epruvete u ukupnoj dužini od l1 + l2 = 22,2 mm. - Desno od mjesta lokalizacije ravnomjerno je deformisano 11 dijelova epruvete u ukupnoj dužini od l6 + l7 +...+ l16 = 115,9mm. - Dakle ukupan broj ravnomjerno deformisanih dijelova je 13. 1.6. Proračun ravnomjernog relativnog izduženja, odnosno ravnomjerne logaritamske deformacije dobija se kao srednja vrijednost ovih veličina za ravnomjerno deformisani dio epruvete (podioke), pa će biti: - Ravnomjerno relativno izduženje: εlM =

∑13 𝑖=1 𝜀𝑙𝑖 13

=

0,805 13

= 0,062

∑𝑑𝑑 𝑑𝑑 𝑑 - Ravnomjerna logaritamska deformacija dužine: φlM =

∑13 𝑖=1 𝜑𝑙𝑖 13

=

0,763 13

= 0,059

- Srednji prečnik ravnomjerno deformisanih dijelova:

dsr =

∑13 𝑖=1 𝑑𝑖 13

=

194,7 13

= 14,977

- Ravnomjerna logaritamska deformacija dijametra: φdM = ln

𝑑𝑠𝑟 𝑑0

= ln

14,977 16

= -0,066