1. UVOD

Ispitivanje zatezanjem je najznaajniji nain ispitivanja materijala u cilju odreivanja njegovih mehanikih svojstava, kao to su: napon teenja R0,2 zatezna vrstoa Rm.

Istovremeno sa ispitivanjem svojstava vrstoemoemo dobiti i podatke o mogunosti deformisanja materijala: izduenje, suenje.

Zasniva se na sporom zatezanju uzorka standardnog oblika i dimenzija na ureaju koji sezove kidalica. Ona je opremljena dinamometrom za mjerenje sile i pisaem koji u svakommomentu zapisuje zavisnost izduenja od sile. Pomou podataka zabiljeenih pri ispitivanjui izmjerenih na prekinutom uzorku odreuju se: Zatezna vrstoa Rm [MPa], Napon teenja R0,2 [MPa], Izduenje, Suenje, Modul elastinosti E [MPa].

Karakteristike otpornosti materijala:

Zatezna vrstoa je pokazatelj kvaliteta materijala, koji se ne koristikao proraunska veliina kod duktilnih materijala.Napon teenja je najvanija veliina za proraun (dimenzionisanje)mainskih delova. Najvei nivo napona kojim se dio smije opteretitimora biti nii od napona teenja, to se za odgovorne konstrukcijedefinie stepenom sigurnosti.

Ispitivanje zatezanjem izvodi se na maini za ispitivanjezatezanjem koja treba da obezbjedi ravnomjerno prenoenjesile na epruvetu postavljenu u eljusti maine.Epruveta se u podunom pravcu izlae zateznim silama doprekida, pri emu se na ureaju za registrovanjeoptereenjaprati tok promjene sile.Potrebna sila se moe ostvariti mehanikim ili hidraulikimputem.

Maine sa mehanikim pogonom se koriste za manjaoptereenja (do 100 kN maksimalno), a prednost im je u tometo mogu registrovati brze promjene optereenja.Hidrauline kidalice se koriste za vea optereenja, obino od100 do 1.000 kN.

Slika 1. Izgled kidalice

Sve maine za ispitivanje zatezanjem, opremljene su: ureajem za privrivanje, koji omoguuje lako i jednostavnorukovanje, a da pri tome onemogui klizanje krajeva epruvete, ureajem koji omoguava da se optereenje postie mirno, bez udara i da se moe u svakom trenutku oitati vrijednost sile sa potrebnom tanou, ureajem za regulisanje brzine optereenja.Maine za ispitivanje zatezanjem kidalice, obino su snabdjevene ureejem zaneposredno crtanje dijagrama sila - trenutno izduenje. Iz ovako dobivenihdijagrama, meutim, ne mogu se sa dovoljnom tanou oitati sile, a pogotovu neizduenja, jer ona, pored izduenjamjerne duine, sadre u sebi i izduenja ostalihdijelova epruvete, zatim elastina izduenja eljusti, kao i eventualna klizanjaepruvete u eljustima. Ipak, ovako dobijeni dijagrami mogu korisno da poslue zapriblinu ocjenu ponaanja materijala pri ispitivanju zatezanjem.

Izrada i oblik epruveta za ispitivanje zatezanjem

Slika 2. Pokidana epruveta okruglog popr. presjeka sa zavojnicom

Ispitivanje zatezanjem ponekad se izvodi na gotovim elementima idijelovima konstrukcija, koji su pri eksploataciji izloeni zateznimnaprezanjima, da bi im se ustanovila nosivost; odnosno sila potrebna daizazove prekid. Epruvete za ispitivanje moraju biti napravljene od istogmaterijala i na isti nain kao i dijelovi maine, konstrukcije itd. Ako jedio kovan, valjan, aren, zavaren, cementovan i epruveta za ispitivanjezatezanjem mora biti napravljena na isti nain.Pri izdvajanju materijala za izradu epruveta obraa se panja da se neizazovu strukturne promjene, koje bi imale uticaj na rezultateispitivanja. Pri rezanju mainskim makazama, pritiskom noa usitnjavase struktura, i materijal ojaava. Pri gasnom rezanju materijal sepregrijeva, postaje krupnozrnast, a kod nekih visokolegiranih elikamoe doi i do kaljenja materijala na povrini rezanja.Konaan oblik i dimenzije epruvete dobija se poslije mainske obradena strugu, glodalici ili rendisaljki. Tom prilikom uklanjaju se ipovrinski slojevi sa izmjenjenom strukturom. U zavrnoj fazi obradeskidaju se tanji slojevi strugotine , kako usled mehanikog mehanikogpritiska alata i zagrijavanja usled trenja izmeu alata i materijala ne bidolo do izmjene u strukturi materijala u povrinskim slojevima.Glava epruvete pored zatezanja optereene su i na pritisak u eljustimamaine. Da bi se obezbjedilo kidanje u srednjem dijelu, glave epruvetese prave ire od mjernog dijela.Oblik i dimenzije glave epruvete mogu biti razliiti to zavisi od konstrukcije eljusti maine i cilja ispitivanja.Glave epruveta moraju biti dobro obaene i dovoljne duine kako bi se obezbjedilo centrino postavljanje u mainu i sprijeilo izvlaenje epruvete iz eljusti maine. Epruvete sa zavojnicom najpogodnije su za precizno ispitivanje.

2. DEFORMACIJAU toku procesa obrade deformacijom dolazi do trajne promjene oblika i dimenzija poetnog komada tj. pripremka. Veliina deformacije je kvantitativni pokazatelj ovih promjena na bazi kojih se direktno ili indirektno odreuju i svi ostlali parametri procesa kao to su napon na granici teenja deformaciona sila,deformacioni rad, i tako dalje.U praksi se koristi vei broj postupaka za izraunavanje deformacijaU okviru vjebi potrebno je:1. Prije istezivanja epruvete izmjeriti poetne dimanzije:

a) Ukupna duina ispitivanja lob) irina epruvete boc) Debljina epruvete Sod) Duinu pojedinih podioka 2. Izvriti kidanje epruvete uz istovremeno snimanje (-) dijagram.3. Poslije stezanja izmjeriti promjene dimenzija:

a) mjernu duinu kidanja L1b) duinu,debljinu,irinu podioka (l,b,s)4. Na onsovu rezultata mjerenja potrebno je izraunati:

a) ukupnu apsolutnu i relativno izduenje epruvete (L, l)b) relativno izduenje podioka (123...10)c) logaritamsku deformaciju podioka po duini, irini i debljini (lbs)5. Promjena logaritamske deformacije Li te odrediti broj ravnomjerno deformisanih podioka epruvete lijevo i desno od mjesta lokalizacije (mjesta pukotine).6. Izraunati maksimalno ravnomjerno izduenje (Lm). Izraunati najveu ravnomjernu logaritamsku deformaciju (lMbMsM).7. Na osnovu izmjerenih vrijednosti dvije dimenzije odrediti raunsku debljinu lima (Sra). Te je uporediti sa izmjerenim vrijednostima.8. Rezultati mjerenja i izraunavanje zbirno prikazati u tabeli.

3. KRIVA TEENJA I PARAMETRI PLASTINOSTIPri projektovanju procesa obrade plastinim deformacijama bitna osobina je poznbavanje odraenih karakteristika obraivanog materijala, meu koje spadaju napon teenja(specifini deformacioni otpor). Granina deformabilnost i ostali parametri plastinosti, da bi se odredio napon na granici teenja a na osnovu njega i ostali parametri plastinosti neophodno je pozbavati odgovarajuu krivu teenja. Ova kriva teenja iskljuivo se odreuje ekspirementalnim ispitivanjima. Uzimajui u obzir iz prvog djela labaratorijskih ispitivanja potrebno je odrediti parametre plastinosti:1. Odrediti:a) Odnos napona na granici razvalaenja i jaine materijala (a)b) Kontrakciju predmeta na mjestu prekida ()c) eksponent krive deformacionong ojaavanja (n)d) koeficijent normalne anizotropije (r)Na osnovu dobijenih rezultata dati ocjenu plastinosti materijala2. Na snimljenom dijagramu istezanja (-)ucrtati krivu napona teenja (k-) za podruje ravnomjerne deformacije.

3. Na osnovu ekspirementalnog odreene krive teenja nacrtati istu krivu zanemarujui elastine deformacije (dijagram k-).

4. Za poznati analitiki oblik krive teenja odrediti konstantu c i eksponent n na osnovu podataka kidanja epruvetate nacertati krivu u irem dijapazonu informacija.

5. Odreditiefektivnu deformaciju i efektivni napon za sluaj maksimalnog ravnomjernog Slika 3. Epruveta prekinuta na pogrenom mjestu

S obzirom da epruveta koju smo koristili u naoj grupi nije pukla unutar podijeljene zone, podatke za proraun smo uzeli od druge grupe kod koje se lom desio unutar polja II .

Slika 4. Epruveta prekinuta u polju II

4. LABARATORIJSKA VJEBAIspitivanje elika .0545 poetnih dimenzija: Lo x bo x so =40 x 9,5 x 2,5 (mm)1. DimenzijeL01=4 mmL06=4 mmL02= 4 mm L07=4 mmL03= 4 mmL08=4 mmL04=4 mmL09=4 mmL05=4 mmL010=4 mm

2. Dijagram

3. Nakon istezanja ukupna duina epruvete iznosi L1=(mm)L1=6,31mmL6=4,50 mmL2=6,33 mmL7=4,45 mmL3=4,88 mm L8=4,24 mmL4=4,79 mmL9=4,29 mmL5=4,58 mmL1o=4,30 mm

b1=8,54mm b6=8,74mmb2=6,89mm b7=8,84mmb3=8,55mm b8=8,89mmb4=8,71mm b9=8,92mmb5=8,72mm b10=8,95mm

s1=2,32mm s6=2,44mms2=1,88mm s7=2,46mms3=2,39mm s8=2,48mms4=2,39mm s9=2,50mms5=2,43mm s10=2,50mm4.

a)

b)

c)

5. Za ovu taku na osnovu grafikog prikaza promjne logaritamske deformacije duina pojedinih podioka odreuje se ravnomjerno deformsani podioci.

Ravnomjerno deformisani podioci k=8.

6.

7. Sra=?

Razlika izmeu stvarno izmjerenih veliina (iz take 3) i raunsko dobijenih veliina (taka 7) rauna se kao:

KRIVA TEENJA I PARAMETRI PLASTINOSTI

1) Odnos napona na granici razvalaenja i jaine materijala:a)

b) Kontrakcija presjeka na mjestu prekida:

c) Eksponent krive deformacionog ojaanja:0,117d) Koeficijent normalne anizotropije:3,667Komentar:Vrijednosti dobivenih parametara(a,n,r) ukazuje da ispitivani materijal posjeduje dobru plastinost te se kao takav moe uspjeno obraivati skoro svim metodama tehnologije plastinosti.2.

II II

>>

Dobije se da je :

3.

406 472,60 517,27 551,35 587,05 613,67

4. Kako prikazana kriva prekriva malu oblast logaritamske deformacija ( od 0 do 0,126) potrebno je datu krivu produiti, tj. definisati je u veem intervalu stepena deformacije. Ekstrapolaciju krive potrebno je izraunati preko poznate analitike funkcije . Konstanta c se odreuje iz uslova da analitika kriva mora prolaziti kroz taku sa koordinatama pa iz toga vai iz toga slijedi:

Iz toga se dobije oblik (matematski model) stvarnog deformacionog otpora u obliku jednaine

00,010,0250,050,10,20,30,50,7

k (MPa)0459,75511,78555601,9652,75684,46726,6755,8

Efektivni napon

S obzirom da je upitanju jednoosno zatezanje imamo da je

Efektivna deformacija:

0,1675

16