Szakítódiagram

Órán használt slideok (PDF-re konvertálva)

• Szakítódiagram

Szakítószilárdság fogalma

A szakítószilárdság az anyagnak csak az állandó terheléssel szembeni szilárdságára ad felvilágosítást, dinamikus igénybevételt csak jóval kisebb terhelésnél bír ki az anyag. A szakítószilárdság a hőmérséklet függvényében változik (általában csökken), magasabb hőmérsékleten állandó terhelés alatt az anyag állandóan növekvő alakváltozást szenved (tartósfolyás).

Próbatest

A szakítószilárdság megállapítására az anyagból szabvány szerint elkészített próbatesten statikus szakítóvizsgálatot végeznek, ami azt jelenti, hogy lassan növelik a húzóerőt és közben a gép felveszi a feszültség-alakváltozás diagramját. Az anyag tönkremenetel többféleképpen értelmezhető.

A mérés elve

Próbatest kialakítása

Az S₀ kiinduló keresztmetszetű és L₀ kezdeti hosszúságú próbatestet egytengelyű húzó igénybevétellel adott sebesség mellett addig nyújtunk, ameddig be nem következik a szakadás. A vizsgálat során mérjük a terhelés változását a darab nyúlásának függvényében.

Szakítóvizsgálat

I. Rugalmas alakváltozás - A terhelés megszűnése után a darab visszanyeri eredeti alakját

II. Egyenletes alakváltozás - A képlékeny deformáció a mérőhossz minden egyes pontján azonos

III. Kontrakció - A képlékeny deformáció egy szűk tartományra korlátozódik

Szakítóvizsgálat Fogalmak

• Folyáshatár (R_e): az a feszültség, melyet az anyag maradó alakváltozás nélkül elvisel. Ez a pont nem mindig pontosan meghatározható, ezért helyette némely anyagnál azt a feszültséget tekintik folyáshatárnak, melynél a maradó alakváltozás 0,2%.

• Szakítószilárdság (R_m): az anyag által törés nélkül kibírt legnagyobb feszültség

• Szakadás: A szakítódiagramról leolvasható feszültség, ahol az anyag elszakad.

Szakítódiagram anyagfajták szerint

Kis széntartalmú szénacél szakítódiagramja és nevezetes pontjai

1. Szakítószilárdság (R_m)
2. Folyáshatár (R_e)
3. Szakadás
4. Felkeményedés
5. Kontrakció (keresztmetszet összehúzódás)

Alumínium szakítódiagramja és nevezetes pontjai

1. Szakítószilárdság, Rm
2. 0,2%-os határ, R0,2
3. Arányossági határ
4. Szakadás
5. 0,2% fajlagos nyúlás

Különleges rideg anyag szakítódiagramja és nevezetes pontjai

1. Szakítószilárdság, Rm
2. Szakadás

Szakítóvizsgálat eszközei

Szakítógépek típusai:

• Mechanikus
• Hidraulikus
• Elektromechanikus

Szakítógép: számítógéppel összekötve

Szakítógép: mechanikus

Elvégzendő feladatok:

• Szakítás
• Hengeres próbatest szakítása
• Valódi feszültség–valódi nyúlás görbe felvétele
• A szabványos mérőszámok meghatározása

Befolyásoló tényezők

A szakítóvizsgálat során kapott eredményeket befolyásoló tényezők:

• A próbatest alakja, mérete, felületi minősége
• A terhelés növelésének sebessége
• A vizsgálati körülmények pl. a hőmérséklet

Az acél viselkedése magasabb hőmérsékleten

Jellegzetes szakítódiagramok

Jellegzetes szakítódiagramok

Alsó Folyáshatár

Felső Folyáshatár

Ahol S₀ a próbatest eredeti keresztmetszete.

Gyakorlás

Gyakorló feladat órán

Adott: d = 10mm, F = 30.000N

Feladat: Számoljuk ki a szakítószilárdságot!

Megoldás:

R_e(m) = F/S

S = d²*π/4

S = 10²*π/4 = 78.5mm²

R_e(m) = 30.000N / 78.5mm² = 382.16 N/mm²