incercari mecanice asupra materialelor. masina universala ... a4.pdf · incercari mecanice asupra...
TRANSCRIPT
1
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Incercari mecanice asupra materialelor.
Masina universala de incercari mecanice -
Instron 3382
Conf.dr.ing. Paul Stanescu
27.02.2014
Activitatea A4. Diversificarea formelor de pregătire pentru doctoranzi și cercetătoriprin module multidisciplinare si metodologice sustinute de experti pe termen scurt(ETS), module ce nu se regasesc in programele de baza. Analiza eficientei si calitatiiactivitatilor de pregatire doctorala si postdoctorala prin consultarea membrilorgrupului tinta si a expertilor implicati in cercetare. Training pentru folosirea ef. a echip. de ultima generatie, sub indrumarea expertilor pe termen scurt, module dedicate inovarii si folosirii TIC. Seminarii pe tema insertiei prof. a doctoranzilor sicercetatorilor după finalizarea proiectului.
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Proprietăţi mecanice
Rezistenţa mecanică→ capacitatea unui material de a suporta acţiunea unei
forţe fără a se rupe → este dată de obicei de efortul care produce ruperea
Ruperea începe de la cele mai periculoase dintre aceste defecte şi se propagă pe o
traiectorie de minimă rezistenţă, de-a lungul căreia există neomogenităţi, goluri,
incluziuni, impurităţi.
Rezistenţa mecanică → depinde (teoretic) de energia de legătură dintre
elementele structurale.
Practic: rezistenţa reală este mai mică decât cea teoretică (până la câteva sute de
ori)
Cauza: defecte şi fisuri ce există în orice material.
2
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Proprietăţi mecanice
Ruperea are loc când se atinge o valoare critică a efortului, datorată aplicării:
- forţă de mare intensitate
- forţă cu viteză mare
- forţă relativ mică, dar timp îndelungat
Rezistenţa materialului depinde de durata solicitării. Pentru durate mari de timp,
fenomenul se numeşte oboseală:
- oboseală statică → se aplică o solicitare statică
- oboseală dinamică → se aplică o solicitare dinamică
(oscilatorie)
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Proprietăţi mecanice
Principalele mărimi ce intervin:
Forţa (încărcarea) [N] – se aplică (acţionează) asupra epruvetei (piesei) generând
o deformare şi o tensiune în probă, ce poate duce la rupere.
Deformaţia [adimensională sau %] – modificarea unei dimensiuni de referinţă pe
unitatea dimensiunii iniţiale. De exemplu, pentru incercarea la tractiune:
Efortul (tensiunea) [Pa] – solicitarea ce apare în probă în momentul în care forţa
acţionează asupra acesteia.
Rezistenţa la rupere [Pa] – valoarea critică a efortului în probă la care apare
ruperea acesteia.
0
0
L
LL −=ε
3
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de tracţiune
Principiu
Epruveta este alungită în lungul axei sale principale cu o viteză constantă,
până la rupere sau până când tensiunea (sarcina) sau deformarea (alungirea)
atinge o valoare prestabilită.
Măsurători
În timpul încercării sunt măsurate sarcina suportată de către epruvetă şi
alungirea ei. Etapele testarii
http://www.slideshare.net/nakulrtm/ta-201-l4
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de tracţiune
Materiale metalice: ISO 6892
4
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de tracţiune
Materiale polimerice: ISO 527
Tipul 1 (halteră) este destinat încercărilor materialelor termoplastice sau termorigide simple sau armate (inclusiv cu fibre scurte)
Tipul 2 (dreptunghiular fără taloane) şi tipul 3 (dreptunghiular cu taloane lipite)
materiale termoplastice sau termorigide armate cu fibre.
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de tracţiune
5
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de tracţiune
Curbă tip efort-deformatie
a. material fragil
b,c. material ductil cu limită de
curgere
d. material ductil fără limită de
curgere
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de tracţiune
Modul de elasticitate - Young
- caracteristic zonei in care materialul are un comportamentelastic
- se calculeaza la deformatii mici
0/
/
LL
AFE
∆==
ε
σ
http://inventor.grantadesign.com/en/notes/science
/material/S03%20Youngs%20modulus.htm
allongitudin
lateral
ε
εν
−=
Coeficient / raport Poisson
- un material supus tractiunii se alungeste, dar in acelasi timp se ingusteaza transversal
- uzual ν = 0 ÷0,5
6
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de tracţiune
Extensometre
- Permit determinarea reala/corecta a deformatiei
- uniaxial – de obicei pe directia tractiunii (pe lungime)
- biaxial – pe directia tractiunii si transversal (pe lungime si latime) →
determinarea raportului (coeficientului) Poisson
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de tracţiune
Aplicaţii:
Determinarea proprietăţilor intrinseci (de material):
- materiale plastice / elastomeri / materiale compozite armate
- metale si aliaje
- materiale ceramice
Determinarea proprietăţilor de tracţiune pentru produsul finit:
- centuri de siguranţă
- fire si fibre sintetice (textile, industriale, sportive)
- bare, profile
- elastomeri (ex. curele de transmisie, benzi transportoare)
- rezistenţă la lipire
7
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de tracţiune
http://www.adhesivetest.com/intro_at.htm
Rezistenta adeziunii
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de incovoiere
Principiu
Epruveta, sprijinită ca o pârghie, este supusă la încovoiere cu viteză constantă,
până la rupere sau până când deformaţia atinge o valoare prestabilită.
În timpul încercării sunt măsurate forţa aplicată pe epruvetă şi săgeata.
8
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de incovoiere
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de incovoiere
9
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de incovoiere
Aplicaţii:
Determinarea proprietăţilor intrinseci (de material):
- materiale polimerice, elastomeri, compozite
- metale si aliaje
- materiale ceramice
Determinarea proprietăţilor de încovoiere pentru produsul finit:
- material sportiv (cadru bicicletă, skiuri, undiţe)
- bare, profile
- materiale pentru construcţii
- piese auto (bare de protecţie)
- implanturi osoase artificiale
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de compresiune
Principiu
Epruveta este comprimată în lungul axei sale principale cu o viteză
constantă, până la rupere (spargere) sau până când tensiunea (sarcina) sau
deformarea (comprimarea) atinge o valoare prestabilită.
Măsurători
În timpul încercării sunt măsurate sarcina suportată de către epruvetă şi
comprimarea ei.
10
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Determinarea proprietăţilor de compresiune
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament:
Masina universala de incercari mecanice
Instron 3382
11
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Celula de forţă de 100 kN se fixează direct de traversa maşinii de încercare cu
ajutorul a 6 şuruburi M10 × 160 şi al şaibelor aferente utilizând o cheie Inbus de 8 mm şi
respectând ordinea de strângere din fig. b. Se acordă atenţie inelului de centrare.
Mufa de la cablul celulei se introduce în locaşul special (marcat cu "LOAD") existent
la baza coloanelor, în partea stângă. Se fixează clemele aferente.
Montarea celulei de forţă 100 kN
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Montarea celulei de forta de 2 kN
Celula de forţă se fixează mai întâi pe adaptorul metalic, ce va permite ulterior
fixarea celulei pe traversă (cod adaptor metalic T604-464).
12
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Montarea adaptorului inferior si a fălcilor de prindere
Montarea adaptorului inferior (cod adaptor metalic T1209-1138) este necesară fixării
ulterioare a fălcilor. La fixarea adaptorului se acordă atenţie inelului de centrare, care trebuie să fie în
locaşurile aferente. Poziţia corectă a adaptorului este atunci când codul de identificare poate fi citit din
faţa maşinii de încercare.
Falca inferioară se fixează în adaptorul T1209-1138 de pe baza maşinii, falca superioară de
celula de forţă, utilizând un bulon de fixare mare şi siguranţa aferentă. Se strânge apoi piuliţa de fixare
cu ajutorul unei chei de strângere special prevăzută în acest scop.
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Montarea extensometrului uniaxial
Pentru conectarea extensometrului la maşină se introduce mufa de la cablul extensometrului
în locaşul special (marcat cu "STRAIN 1") existent la baza coloanelor, în partea stângă. Mufa se
fixează de maşina de încercare cu ajutorul clemelor aferente.
Pentru o bună fixare a extensometrului pe eşantion este necesară montarea de cleme de
fixare adaptate formei şi dimensiunilor epruvetei.
Clemele de fixare sunt pentru epruvete cu secţiune dreptunghiulară
13
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Montarea extensometrului uniaxial
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului
14
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului
15
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului
16
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului
17
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului
18
POSDRU/159/1.5/S/138963
Performanţă sustenabilă în cercetarea doctorală şi post doctorală - PERFORM
Training echipament: Masina universala de incercari mecanice Instron 3382
Pornirea masinii de incercare si a softului