Próba statyczna ściskania materiałów kruchych PDF

Preview

Summary

Sprawozdanie z ćwiczenia statycznego ściskania materiałów kruchych...

Description

Kraków, 10.12.2013

AKADEMIA GÓRNICZO – HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie

Ćwiczenie 2: „Próba statyczna ściskania materiałów kruchych”

Imię Nazwisko Aleksander Mazurek Sebastian Mastalski

Wydział

Rok

Grupa

Zespół

GiG

2

Ćw 4/2

6

Data

Ocena

Podpis

Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest określenie dla materiału użytego w doświadczeniu: a) wytrzymałości na ściskanie (Rc), b) modułu Younga (E). Wstęp teoretyczny. Próbę statycznego ściskania stosuje się głównie przy badaniu materiałów kruchych, czyli nie wykazujących zdolności do znacznych odkształceń plastycznych tj. beton, cegła, skały. Materiały kruche mają znacznie większą wytrzymałość na ściskanie (Rc) niż wytrzymałość na rozciąganie (Rm); dla betonu Rc=(5-20)Rm, dla granitu Rc=(40-70)Rm, dla piaskowca Rc=(20-70)Rm. Cechą, która charakteryzuje materiały kruche jest właśnie wytrzymałość na ściskanie (Rc): Pc Rc= F 0

gdzie: Pc - największa wartość obciążenia ściskającego, przy którym następuje rozkruszenie próbki, F0 - pole początkowego przekroju próbki. Jeżeli wykres ściskania l=f(P) ma część, w której skrócenie (l) jest wprost proporcjonalne do siły ściskającej (P), to na tej podstawie wyznaczamy dla tego materiału moduł Younga (E). Jeżeli zależność ta nie jest wprost proporcjonalna, to na podstawie kilku pierwszych wyników (gdzie materiał zachowuje się liniowo-sprężyście) wyznaczamy wartość średnią modułu Younga (E).

Wartość modułu Younga wyznacza się z prawa Hooke’a:

E=

Pl ΔlF 0

gdzie: P - siła ściskająca, Δ

l - skrócenie próbki odpowiadające sile (P),

l - początkowa wysokość próbki, F0 - pole początkowego przekroju próbki. Tok przeprowadzenia ćwiczenia. -określenie pola przekroju poprzecznego i wysokości próbki, -przeprowadzamy dwie próby ściskania: a) pierwsza próbka jest ściskana bez przeprowadzenia pomiarów jej skrócenia, rejestrujemy tylko siłę, przy której próbka uległa zniszczeniu; na tej podstawie określimy, co jaką wartość będziemy odczytywać wartość skrócenia, ściskając drugą próbkę, tak by liczba uzyskanych wyników była nie mniejsza od 15, b) ściskamy drugą próbkę rejestrując wielkość skrócenia i odpowiadającą mu wartość siły; rejestrujemy również siłę przy której próbka uległa zniszczeniu, (Wcześniej po dokonaniu pomiarów, usuwamy czujniki zegarowe, aby nie uległy uszkodzeniu w momencie kruszenia próbki).

Wyniki przeprowadzonego ćwiczenia. Próbka nr. 1 średnica d= 5,02 cm długość l= 9,98 cm F0 =

π d2 =¿ 4

2 1978 mm

Siła przy której próbka uległa zniszczeniu: P = 96,4 kN

Próbka nr. 2 średnica d= 5,04 cm długość l= 9,6 cm F0 =

π d2 =¿ 4

2 1994 mm

Siła przy której próbka uległa zniszczeniu: P = 86 kN

Nr Pomiaru

Siła ściskająca L1 [N]

Wielkość skrócenia próbki [mm] ΔL1

∑ΔL1 L2

ΔL2

∑ΔL2

L3

ΔL3

∑ΔL3

∑Δ Lśr

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000 65000 70000

Siła ściskająca 5000,00 10000,00 15000,00 20000,00 25000,00 30000,00 35000,00 40000,00 45000,00 50000,00 55000,00 60000,00 65000,00 70000,00

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,05

0,05

0,05

0,04

0,04

0,04

0,06

0,06

0,06

0,05

0,07

0,02

0,07

0,06

0,02

0,06

0,08

0,02

0,08

0,07

0,09

0,02

0,09

0,09

0,03

0,09

0,11

0,03

0,11

0,10

0,11

0,02

0,11

0,11

0,02

0,11

0,13

0,02

0,13

0,12

0,13

0,02

0,13

0,13

0,02

0,13

0,15

0,02

0,15

0,14

0,15

0,02

0,15

0,15

0,02

0,15

0,17

0,02

0,17

0,16

0,17

0,02

0,17

0,18

0,03

0,18

0,18

0,01

0,18

0,18

0,18

0,01

0,18

0,20

0,02

0,20

0,21

0,03

0,21

0,20

0,20

0,02

0,20

0,22

0,02

0,22

0,23

0,02

0,23

0,22

0,22

0,02

0,22

0,24

0,02

0,24

0,24

0,01

0,24

0,23

0,24

0,02

0,24

0,26

0,02

0,26

0,26

0,02

0,26

0,25

0,26

0,02

0,26

0,28

0,02

0,28

0,28

0,02

0,28

0,27

0,28

0,02

0,28

0,30

0,02

0,30

0,31

0,03

0,31

0,30

0,30

0,02

0,30

0,34

0,04

0,34

0,33

0,02

0,33

0,32

Skrócenie próbki

Moduł Younga

0,05 0,07 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,23 0,25 0,27 0,30 0,32

5042,35 7203,36 7824,34 8644,03 9223,82 9655,57 9989,57 10255,63 10472,58 10805,04 10947,21 11068,58 11047,85 10916,43

Siła przy której nastąpiło zniszczenie próbki [N]

Pc

0

Średnia Wartość Modułu Younga

9506,88

1

2

96400,0 0

86000,00

Pole pierwotnego przekroju próbki [ mm2 ] Wytrzymałość na ściskanie [MPa] Początkowa wysokość próbki [mm]

F0

1979,23

1995,04

Rc L

48,71

43,11

99,80

96,00

0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00

10000.00 20000.00 30000.00 40000.00 50000.00 60000.00 70000.00 80000.00

Wnioski: Wnioski : Zniszczone próbki, zarówno górna jak i dolna cześć, po zniszczeniu posiadają kształt przypominający ostrosłup. Materiał pod wpływem siły stara się odkształcać a po przekroczeniu granicy wytrzymałości ulega odkształceniu oraz zniszczeniu. Jedynie w środkowej części materiał ma możliwość sie odkształcać, i w tamtym miejscu szerokość próbki rośnie aż do przerwania. Wytrzymałość na ściskanie materiałów kruchych jest większa od wytrzymałości ich na rozciąganie....