Kuupäev: 13.02.18 Tallinn 2018 Töö eesmärk: tutvuda plastse materjali (madalsüsinikterase) ja hapra materjali (hallmalmi) käitumisega tõmbel ja survel ning määrata olulisimad karakteristikud. Kasutatud vahendid: Mehaaniline universaalkatsemasin Zwick/Roell 250 SN suurima jõuga 250 kN (tõmme) Hüdrauliline universaalkatsemasin EU 100 suurima jõuga 1000 kN (survekatse) 1. Tõmbekatse terasega Katsekeha andmed: Algpikkus l0 = 100,4 mm Lõplik pikkus l = 127,57 mm Algläbimõõt d0 = 19,96 mm Lõplik läbimõõt d= 11,54 mm Algristlõike pindala A0 = 312,9 mm2 Ristlõike pindala purunemise järel A = 104,6 mm2 Joonis 1. Terase tõmbediagramm Arvutused: Katkevenivus = (u/l0) * 100% , kus u pikkuse muut, mis on mõõdetud purunemise järel l0 algpikkus = (27,17 / 100,4) *100 = 27.1 %
sisse pandi läks deformeerimiseks ja soojuseks. Terasel tekivad plastsed deformatsioonid. See tähendab, et aatomid paigutuvad materjalis ümber niivõrd palju, et nende vahelised tõmbejõud vähenevad ja nad ei suuda esialgset asendit taastada peale koormise eemaldamist. Plastsuseks nimetatakse materjali võimet rakendatud välisjõu mõjul muuta purunemata oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada plastne ehk jääv deformatsioon ka pärast välisjõu lakkamist. [4] Tõmbekatse malmiga Esialgne läbimõõt d0 = 20.3 mm Lõplik läbimõõt du = 20.29 mm Esialgne pikkus l0 = 117.26 mm Lõplik pikkus lu = 119.28 mm d 2 20.3 2 Esialgne ristlõike pindala A 0= = =323.655 mm 2 4 4 2 d u 20.292 Muutuv ristlõike pindala A u= = =323.336 mm2 4 4 Graafik 3
14. Proportsionaalsuspiir, voolavuspiir, elastsuspiir, tugevuspiir. Proportsionaalsuspiir-suurim pinge,mille saavutamiseni on pinge ja deformatsioon omavahel võrdelised. Voolavuspiir-nim. Pinget,mille juures materjal voolab,st deformeerumine toimub koormuse suurenemiseta. Elastsuspiir-suurim pinge,mille saavutamiseni ei teki kehas olulist jääkdeformatsioone. Tugevuspiir-nim.pinget,mis vastab purunemisele eelnenud suurimale koormusele. 15. Tõmbekatse, kalestumine. Tõmbekatse selleks et määrata materjalöi tõmbetugevust tehakse tõmbekatse. Kaasaegsed tõmbemasinad joonistavad välja tõmbe diagrammi, mis iseloomustab jõu ja pikenemise suhet. Kalestumine-materjali proportsionaalsuspiiri tõusu ja plastsuse vähendamine korduval voolavuspinget ületaval koormamaisel.Materjal muutub hapramaks. 16. Varutegur, lubatav pinge, piirpinge, arvutuslik pinge.
omadusi. Voolavuspinge - pinget, mille juures deformeerumine toimub koormuse suurenemiseta Reoloogilised omadused: Plastsus materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) defor-matsiooni pärast väliskoormuse lakkamistViskoelastsus Nihkeviskoosus väljendab vastupanu voolamisele (nihkepinge ühe nihkekiiruse ühiku kohta) Reoloogilised omadused: Voolavuspiir - tõmbekatse väikeste pingete piirkonnas alluvad materjalid hooke'i seadusele, st deformatsioon suureneb proportsionaalselt pinge suurenemisega; pinge tõusul üle teatud piiri (igale polümeerile iseloomuliku) proportsionaalne sõltuvus lõpeb, materjal hakkab muutuma plastseks ja saabub ülemine voolavuspiir, mis iseloomustab pingepehmenemise algust (viskoosne voolamine, roome, kaela teke) ja tähendab katsekeha pikenemist koormust suurendamata Reoloogiliste omaduste võrdlus:
lõhki lõigatud, siis uuesti kokku keevitatud ning oli lisaks veel täiesti ära poleeritud. Mõõtsime materjali kõvadust kolmest erinevast kohast, alustades lihtsalt põhimaterjalist, siis keevise äärest ning lõpuks keeviselt endalt. Materjali kõvadusarv muutus keevisele lähenedes aina suuremaks, vastavalt 135,8/167/178,8 HV. Analoogselt keevitatud terasele, mõõtsime ka teras C20 (tõmbekatse) kahest erinevast punktist. Esiteks materjali põhiosast ning siis osa, kus materjal oli pikenenud nn kaela kohapealt. Tulemused olid vastupidised keevitatud terasele, sest põhiosa kõvadusarvuks määrasime 95 HRB, kuid pikenenud osal vaid 85 HRB Kuna eelmises praktikumis tegelesime tõmbetugevuste määramisega, siis on ka väike võrdlusmoment. Võrrelda saame omavahel teras C20 , mis osales nii tõmbe, kui ka
Rp = Fp/So 3) Katkevenivus A% - suhteline pikenemine purunemiseni protsentides Lu Lo A= 100 Lo Lo – teimiku algmõõtepikkus Lu – teimiku lõppmõõtepikkus pärast purunemist Kasutatud töövahendid: (Kirjeldada katseaparatuuri jmt) Servhüdrauliline tõmbekatse-masin, löökpendel, erinevatest materjalidest katsekehad (teras C20, komposiit II, komposiit X, polüestervaik, ABS, PMMA), arvuti. Katsetulemused: (Eelistatud on ülevaatliku tabeli kuju). Tõmbeteim Kiirused: ABS-l ja PMMA-l 5mm/min; terasel 30mm/min Tõmbeteimi tulemuste tabel Materjal b, t, S0, L0, Fmax, Rm, Fp, Rp, LL, A, % E, ρ, Rm/ρ Kasutusala
ta kasutas otsikuna 4tahkset teemant püramiidi survejõud kõigub 5 - 100kg`ni materjali kõvadus leitakse vikersi meetodil järgmiselt.Mõõdetakse püramiidi jälje diagonaali jäljed.Arvutatakse nende abil rombi pindala kõvadus leitakse (HV = P/S [kg/mm2][N/mm2]) Tugevus selleks nim materjali omadust vastupanna mõjutavale joule katkemata.Olenevalt deformeeriva jõu suunast võime liigitada järgmisi tugevusi tõmbe-, surve-, pained-, väände- ja nihketugevust. Tõmbekatse selleks et määrata materjalöi tõmbetugevust tehakse tõmbekatse. Kaasaegsed tõmbemasinad joonistavad välja tõmbe diagrammi, mis iseloomustab jõu ja pikenemise suhet. Proportsionaalsuse piir kuni selle jõuni toimub jõu ja pikenemise vahel proportsionaalne ehk võrdeline suhe.Tähis Ppe Elastsuspiir selle jõuni venitatud katsekeha taastab oma esialgse pikkuse, kui jõud maha võtta.Tähis Pe Voolavuspiir antud jõuni toimub materjali intensiivne pikeneminje kusjuures jõu
Seetõttu on habras purunemine ohtlikum. Välisjõu suund tekitab metallis, kas surve -, tõmbe -, väände -, lõike - ja painde deformatsiooni. Ekspluatatsioonis võib materjalis ühel samal ajal tekkida üks või mitu erisuunalist deformatsiooni. Tõmbeteim Vastavalt standardile EVS-EN 10002-1 (Metall-materjalid. Tõmbeteim) ja GOST 1497-84 määratakse staatilise tõmbeteimiga (tõmbekatsega) materjali järgmised tugevus- Rm (b ) ja plastsusnäitajad tugevusomadused: Tõmbekatse tehakse tõmbemasinal, mis võivad olla mehaanilised või hüdraulilised. Mehaanilised masinad arendavad jõudu F=2500 N...50.104N, hüdraulilised masinad veelgi enam. Metallide katsetamisel kasutatakse põhiliselt silindrilist proovikeha, lehtmaterjalide ja pastidede katsetamisel ka lameproovikeha. Silindrilise normaal proovikeha mõõdud on pikkus l 0 = 200 mm ja läbimõõt d 0 = 20mm. Proovikeha kinnitatakse tõmbemasinasse. Suurendades masina abil pidevalt proovikehale
𝑨 ∗ Üℎ𝑖𝑘𝑢𝑑: 𝑁⁄𝑚𝑚2 = 𝑀𝑃𝑎 𝑣õ𝑖 𝑘𝑔 ⁄𝑐𝑚3 𝑃 − 𝑝𝑢𝑟𝑢𝑠𝑡𝑎𝑣 𝑗õ𝑢𝑑, 𝑁 𝑣õ𝑖 𝑘𝑔 𝐴 − 𝑣𝑎𝑟𝑑𝑎 𝑟𝑖𝑠𝑡𝑙õ𝑖𝑘𝑒 𝑝𝑖𝑛𝑑, 𝑚𝑚3 𝑣õ𝑖 𝑐𝑚3 TÕMBEKATSE Tõmbejõudu rakendatakse tavaliselt proovikeha sümmeetriatelge pidi. Proovikeha on vardakujuline ja see rebitakse pooleks. a- puidust proovikeha; b – metallist proovikeha; c- tõmbekatse skeem KUUMSIN 12 PAINDETUGEVUS Paindetugevuse määramisel on proovikeha talakujuline ja ta murtakse pooleks vastava seadme abil. Tala alumised kiud pikenevad, ülemised lühenevad. P purustav jõud, N või kg, l tala tugede vahe, mm või cm b - tala laius, mm või cm, h - tala kõrgus, mm või cm PAINDETUGEVUSE VALEM
· Martäänmeetod - Toormaterjal võib olla nii sulas kui ka tahkes olekus. Protsess aegalasem, kuid paremini reguleeritav. · Elektersulatusmeetod - Metall sulatatakse kaarleekahjus. Protsess on hästi reguleeritav ja tulemuseks kõrgkvaliteediline teras. Terase omadused määratakse katselisel teel · Tõmbekatse - Pulgakujuline proovikeha rebitakse vastava tõmbeseadme abil pooleks. Katsega määratakse voolavuspiir, tõmbetugevus ja suhteline pikenemine. (Algul on terase deformatsioon proportsionaalne jõu
..................................................................................................... 5 Värvus.................................................................................................................. 5 Kõvadus................................................................................................................ 5 Tugevus................................................................................................................ 5 Tõmbekatse.......................................................................................................... 5 Sulamid................................................................................................................... 5 Vasesulamid......................................................................................................... 5 Alumiiniumisulamid.............................................................................................. 6
1.8): · võrdeline selleks vajaliku tõmbejõuga F ning algpikkusega l; · pöördvõrdeline traadi ristlõike pindalaga A; Priit Põdra, 2004 7 Tugevusanalüüsi alused 1. TUGEVUSANALÜÜSI EESMÄRK JA PÕHIPRINTSIIBID Hooke'i tõmbekatse 1 Fl Hooke'i seadus tõmbel: l = ehk = E A E Ristlõige kus: l traadi algpikkus, [m];
mõõtmed, pindala, jõud, kg sisaldus, Rs,12 cm cm2 % N/mm2 1 3,8*3,9 14,82 9352 10 0,05 55,34 2 3,9*3,9 15,21 8851 9,1 0,05 49,75 3 3,9*3,9 15,21 9018 9,6 0,05 52,17 Survetugevuse keskmine Rs,12 = 52,42 [N/mm2] TÖÖ NR.4 METALLIDE OMADUSTE MÄÄRAMINE 1. Terase tõmbekatse Seisneb pulgakujulise proovikeha pooleks rebimises jõuseadme abil. Ühe katsega leitakse 3 näitajat: *voolavuspiir *piir- ehk tõmbetugevus *suhteline pikenemine Jõuseade fikseerib Pv ja Pmax kg või N Katse käik Enne katset ära mõõta proovikeha läbimõõt- d ja pikkus- l ning pärast katset mõõta l1. Saadud andmete põhjal leitakse: *pulga ristlõike pindala F = d2/4 [cm2] [Valem 1.]
Ehitusmetallid jagunevad must- ja värvilisteks metallideks. Mustmetallide peamiseks lisandiks on süsinik ja need jagunevad peamiselt malmideks ja terasteks. Värvilistest kasutatakse enim vaske ja alumiiniumi. a) Toormalmi kasutatakse peamiselt terase tootimiseks. Erimalmid on mitmesuguste omadustega. Mõlemad leiavad ehituses vähe kasutamist b) Terast toodetakse toormailmist või rauast. Terase omaduses määratakse katselisel teel: tõmbekatse, paindekatse, kõvaduse ja löögitugevuse määramine. c) Alumiinium on metallidest üks kergemaid. Lisaks on ta korrosioonikindel ja väikese elektritakistusega. Temast tehase elektrijuhtmeid, kaableid, plekki ja mitmesuguseid detaile. Alumiiniumist tehakse duralumiiniumi, kuhu lisatakse erinevaid metalle ja aineid ja nüüd metalli tugevus tõuseb. d) Vask on pehme metall, ilmastikukindel ja väikese elektritakistusega. Peamine elektrijuhtme materjal
ka valgeks malmiks. Hele värvus on tingitud sellest, et kogu malmis olev süsinik on rauaga keemiliselt ühinenud. Ta on veel hapram. Ehitusmaterjalide tootmiseks kasutatakse teda vähe. Erimalmid (ferrosulamid) on väga mitmesuguste omadustega ja leiavad ehitustehnikas vähe kasutamist. 8. Ehitusterased- terase tootmise erimeetodid, legeerterased 9. Metallide omaduste määramine Terase omadused määratakse katselisel teel. Tähtsamad katsed on: tõmbekatse, paindekatse, kõvaduse ja löögitugevuse määramine. Tõmbekatse seisneb selles, et pulgakujuline proovikeha rebitakse vastava tõmbeseadme abil pooleks. Tõmbekatsega määratakse 3 tähtsat terase omadust: voolavuspiir, tõmbetugevus ja suhteline pikenemine. Teraspulga venitamisel on tema deformatsioon (venivus) algul proportsionaalne jõu suurenemisele, siis tekib jõudu suurendamata järsk venivus. Seda nimetatakse terase voolavuseks ja pinget sel momendil voolavuspiiriks
· madallegeerterased sisaldavad legeerivaid lisandeid alla 2,5%; · kesklegeerterased, legeerivaid lisandeid 2,5...10%; · kõrglegeerterased, lisandeid üle 10%. · Süsinikku sisaldavad legeerterased vähem kui süsinikterased. Ehitusterastena kasutatakse peamiselt süsinikteraseid ja madallegeerteraseid. 12. Metallide omaduste määramine- tõmbetugevus, kõvadus, löögisitkus- · Terase omadused määratakse katselisel teel. Tähtsamad katsed on: tõmbekatse, paindekatse, kõvaduse ja löögitugevuse määramine. · Tõmbekatse seisneb selles, et pulgakujuline proovikeha rebitakse vastava tõmbeseadme abil pooleks. · Tõmbekatsega määratakse 3 tähtsat terase omadust: voolavuspiir, tõmbetugevus ja suhteline pikenemine. Teraspulga venitamisel on tema deformatsioon (venivus) algul proportsionaalne jõu suurenemisele, siis tekib jõudu suurendamata järsk venivus. Seda
· kesklegeerterased, legeerivaid lisandeid 2,5...10%; · kõrglegeerterased, lisandeid üle 10%. Süsinikku sisaldavad legeerterased vähem kui süsinikterased. Ehitusterastena kasutatakse peamiselt süsinikteraseid ja madallegeerteraseid. 10. Metallide omaduste määramine kõvadus, tõmbetugevus, löögisitkus Kõvadust hinnatakse sel teel, et metalli pinda surutakse teatud jõuga kõvasulamist kuuli. Kuuli poolt tekitatud jäljendi suuruse järgi leitakse kõvadus. Tõmbekatse seisneb selles, et pulgakujuline proovikeha rebitakse vastava tõmbeseadme abil pooleks. Tõmbekatsega määratakse 3 tähtsat terase omadust: voolavuspiir, tõmbetugevus ja suhteline pikenemine. Mida tugevam on metall, seda vähem ta venib. Löögisitkus iseloomustab materjali vastupidavust dünaamilistele koormistele. Löögitugevust kontrollitakse sel teel, et standardne proovikeha purustatakse löögiga ja leitakse selleks kulutatud töö hulk
·Süsinikterased sisaldavad süsinikku 0,2....0,6% ja legeerivaid lisandeid ei sisalda üldse; ·Madallegeerterased sisaldavad legeerivaid lisandeid alla 2,5%; ·Kesklegeerterased, legeerivaid lisandeid 2,5...10%; ·Kõrglegeerterased, lisandeid üle 10%. ·Süsinikku sisaldavad legeerterased vähem kui süsinikterased. Ehitusterastena kasutatakse peamiselt süsinikteraseid ja madallegeerteraseid. 13. Metallide omaduste määramine-tõmbetugevus, kõvadus Tõmbekatse seisneb selles, et pulgakujuline proovikeha rebitakse vastava tõmbeseadme abil pooleks. Tõmbekatsega määratakse 3 tähtsat terase omadust: voolavuspiir, tõmbetugevus ja suhteline pikenemine.Teraspulga venitamisel on tema deformatsioon (venivus) algul proportsionaalne jõu suurenemisele, siis tekib jõudu suurendamata järsk venivus. Sedanimetatakse terase voolavuseks ja pinget sel momendil voolavuspiiriks. Peale deformeerumist hakkab pulk uuesti jõudu peale
Selle meetodi juures kasutatakse otsikuna 4 tahkset teemant püramiidi. Survejõud kõigub 5 - 100kg`ni. Materjali kõvadus leitakse Vikersi meetodil järgmiselt. Mõõdetakse püramiidi jälje diagonaalid. Arvutatakse nende abil rombi pindala, kõvadus leitakse (HV = P/S [kg/mm²][N/mm²]) Tugevus. Selleks nim materjali omadust vastupanna pidevalt mõjutavale jõule. Olenevalt deformeeriva jõu suunast võime liigitada järgmisi tugevusi: tõmbe-, surve-, pained-, väände- ja nihketugevus. Tõmbekatse tehakse selleks, et määrata materjali tõmbetugevust. Kaasaegsed tõmbemasinad joonistavad välja tõmbe diagrammi, mis iseloomustab jõu ja pikenemise suhet. Proportsionaalsuspiir on kuni selle jõuni, kus toimub mõjuva jõu ja pikenemise vahel proportsionaalne ehk võrdeline suhe. Tähis P pe Elastsuspiir on selle jõuni, kus venitatud katsekeha taastab oma esialgse pikkuse, kui jõud maha võtta. Tähis Pe
Selle meetodi juures kasutatakse otsikuna 4 tahkset teemant püramiidi. Survejõud kõigub 5 - 100kg`ni. Materjali kõvadus leitakse Vikersi meetodil järgmiselt. Mõõdetakse püramiidi jälje diagonaalid. Arvutatakse nende abil rombi pindala, kõvadus leitakse (HV = P/S [kg/mm²][N/mm²]) Tugevus. Selleks nim materjali omadust vastupanna pidevalt mõjutavale jõule. Olenevalt deformeeriva jõu suunast võime liigitada järgmisi tugevusi: tõmbe-, surve-, pained-, väände- ja nihketugevus. Tõmbekatse tehakse selleks, et määrata materjali tõmbetugevust. Kaasaegsed tõmbemasinad joonistavad välja tõmbe diagrammi, mis iseloomustab jõu ja pikenemise suhet. Proportsionaalsuspiir on kuni selle jõuni, kus toimub mõjuva jõu ja pikenemise vahel proportsionaalne ehk võrdeline suhe. Tähis P pe Elastsuspiir on selle jõuni, kus venitatud katsekeha taastab oma esialgse pikkuse, kui jõud maha võtta. Tähis Pe
...0,6% ja legeerivaid lisandeid ei sisalda üldse; · madallegeerterased sisaldavad legeerivaid lisandeid alla 2,5%; · kesklegeerterased, legeerivaid lisandeid 2,5...10%; · kõrglegeerterased, lisandeid üle 10%. · Süsinikku sisaldavad legeerterased vähem kui süsinikterased. Ehitusterastena kasutatakse peamiselt süsinikteraseid ja madallegeerteraseid 13. Metallide omaduste määramine- tõmbetugevus, kõvadus, löögisitkus Tõmbekatse seisneb selles, et pulgakujuline proovikeha rebitakse vastava tõmbeseadme abil pooleks. Tõmbekatsega määratakse 3 tähtsat terase omadust: voolavuspiir, tõmbetugevus ja suhteline pikenemine. Teraspulga venitamisel on tema deformatsioon (venivus) algul proportsionaalne jõu suurenemisele, siis tekib jõudu suurendamata järsk venivus. Seda nimetatakse terase voolavuseks ja pinget sel momendil voolavuspiiriks. Peale deformeerumist hakkab pulk uuesti jõudu peale
460 Terase olulisemad näitajad on voolavuspiir fy, tõmbetugevus fu, löögisitkus ja murdevenivus u mis peaks olema vähemalt 15%. TERASE LIHTSUSTAATUD PINGE-DEFORMATSIOONI GRAAFIKUD TERASKONSTRUKTSIOONID ABIMATERJAL 6/79 Georg Kodi TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL ehitiste projekteerimise instituut TERASE PINGE-DEFORMATSIOONI GRAAFIK (-) Terase tõmbekatse tulemusena saadakse seos pinge, deformatsiooni ja elastsusmooduli vahel. Kuni voolavuspiirini fy (punkt B) käitub teras elastselt, st pingete ja deformatsioonide vahel on lineaarne seos, peale voolavuspiiri saavutamist käitub teras plastselt lineaarne seos pinge ja deformatsiooni vahel kaob (tegelikult kaob lineaarne seos juba punktis A, kuid kuna vahemaa punkti A ja B vahel on väga väike, siis lihtsustatult loetakse pinge ja deformatsiooni vaheline seos punktini B)
- rekristallisatsioonilõõmutamine: toimub 600...700 0C juures - taastab külmtöötlemisel muutunud omadused esialgseiks; - lõõmutamine pingete kõrvaldamiseks: ~ 500...600 0C juures ja aeglane jahtumine (ca 15 kraadi tunnis) - kõrvaldab näit. keevituse jääkpinged. Teras 1 7 1.4 Tähtsamad katsed o Tõmbekatse; määratakse - proportsionaalsuspiir D - elastsuspiir E - ülemine voolavuspiir ReH (fy) - alumine voolavuspiir ReL - tõmbetugevus Rm => (fu) - murdevenivus Am jne. Joon. 1
annaabi.ee 
