Upload
others
View
2
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Prof.dr Darko BajićMašinski fakultet [email protected]
Svojstva materijalaVrste ispitivanjaDijagram sila – izduženjeDijagram sila - skraćenje
2
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Svojstva (osobine) materijala:
A.Fizičkasvojstva - gustina, temperatura topljenja, specifična toplotna kapacitativnost, toplotna provodnost, koeficijent linearnog širenja, električna i magnetna svojstva
B.Mehaničkasvojstva - čvrstoća, elastičnost, žilavost, tvrdoća ...C.Hemijskasvojstva - definišu hemijski sastav materijala, otpornost prema koroziji,
toksičnost ...D.Tehnološkasvojstva – mogućnost deformisanja, zavarivanja, lemljenja, livenja,
obrade rezanjem i termičke obrade.
3
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
FIZIČKASVOJSTVAMATERIJALA
Gustina, ρ, kg/m3
Gustinamaterijalasedefinišekaoodnosmasepremajedinicizapremine:
Gustina materijala zavisi od:- atomske težine- prečnika atoma i- pakovanja atoma u kristalnoj rešetki.
Gustina ima veoma značajnu ulogu pri definisanju konstruktivnih parametara nekog materijala:- specifične čvrstoće - Rm/- specifične krutosti - E/
Specifična čvrstoća i specifična krutost ako imaju visoku vrijednost, to je posebno značajno zaautomobilsku, vazduhoplovnu i raketnu industriju – lake konstrukcije.Legirajući elementi imaju mali uticaj na gustinu materijala legure.
Temperatura topljenja, T, °C
- Vrijednost temperature topljenja zavisi od energije koja je potrebna da bi se razdvojili atomi u kristalnoj rešetki.
- Vrijednost temperature topljenja materijala je bitna pri izboru materijala za konstrukciju, a takođe i pri definisanju potrebne termičke obrade.
- Legirajući elementi imaju uticaj na vrijednost temperature topljenja legure.
𝜌𝑚𝑉 , kg/m
4
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Koeficijent linearnog širenja, , °C-1
Promjenom temperature, materijal prostorno (3D) mijenja svoje dimenzije - zapreminska promjena.Pokazatelji ovih promjena su:
- koeficijent linearnog širenja - , °C-1
- koeficinet zapreminskog širenja - , °C-1
Koeficijent linearnog širenja je obrnuto proporcionalan temperaturi topljenja Ttop.
=3
Dilatacija na mostuIzvijanje šina – sunčeve strane
Bimetal
Legirajući elementi imaju relativno mali uticaj na koeficijent linearnog širenja legure.
5
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Toplotna provodnost, k, W/mK
- Sposobnost materijala da provodi toplotu.- Materijali sa metalnom vezom (metalni materijali) imaju dobru toplotnu provodnost.- Materijali sa jonskom i kovalentnom vezom (plastika i keramika) su slabi provodnici toplote.- Legirajući elementi imaju značajan uticaj na toplotnu provodnost legure. - Al – visoka toplotna provodnost- Ti – niska toplotna provodnost
Specifična toplotna kapacitativnost, c, J/kgK
- Potrebnaenergijadabisetemperaturajediničnemasematerijalapovećalaza1°C.- Legirajući elementi imaju relativno mali uticaj na specifičnu toplotnu kapacitativnost materijala.- Što je manja vrijednost c, pri obradi materijala dolazi do većeg porasta temperature.
6
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Električna svojstva
Električni otpor – R. Zavisi od prirode materijala provodnika, dužine (l) i površine poprečnogpresjeka (A).Specifičnaelektričnaotpornost() – još jednostavnije električnaprovodljivost- .
Provodljivost provodnika koji ima električni otpor od 1.
Sa porastom temperature raste otpor, a opada provodljivost provodnika.
Magnetna svojstva
Magnetostrikcija– sposobnost feromagnetnih materijala da mijenjaju svoje dimenzije (do 0,01%), kada su izložena promjenjivom magnetnom polju.
7
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Piezoelektričniefekat– pojava elektromotorne sile kada se na kristal (feroelektrični materijal) djeluje silom pritiska.
Kristal postaje električki polarizovan. Polarizacija kristala jenajveća kada je naprezanje usmjereno u pravcu piezoelektričneose kristala. Promjenom smjera deformacije (pritisak-zatezanje)dolazi do polarizacije obrnutog smjera.Najznačajniji piezoelektrični materijal je kvarc (SiO2), a tu su jošturmalin (silikati), kost, svila, drvo, vještački materijali: nekevrste keramike, plastike i kristala.
Konstrukcioničelici– svojstva ili konstante koje su karakteristične za čelike ove klase: Modul elastičnosti E= 207 kN/mm2
Modul klizanja G= 81 kN/mm2
Poasonov koeficijent ν = 0,3 Specifična masa γ = 7850 kg/m3
8
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
MEHANIČKASVOJSTVAMATERIJALA
Mehanička svojstva materijala čine skup njegovih osobina koje definišu njihovo ponašanje kadaje izloženo dejstvu spoljašnjih sila.Mehanička svojstva određuju (ne)mogućnost njihove primjene u izradi neke konstrukcije.Važna mehanička svojstva materijala su:
ČvrstoćaTvrdoćaŽilavostOtpornost na zamorOtpornost na puzanje.
Pri određivanju mehaničkih svojstava, neophodno je uzeti u obzir sledeće faktore: Vrstu naprezanja (zatezanje, pritiskanje, smicanje, savijanje, uvijanje ili njihova
kombinacija) Način dejstva sile (statičko, dinamičko i tehnološko).
Kod statičkog dejstva sile (zatezanje, pritiskanje, smicanje, savijanje, uvijanje) materijal jeizložen mirnom naprezanju koje se kontinualno povećava,Kod dinamičkog dejstva sile (zamorom, utiskivanjem, udarom) sila koja djeluje na materijalispoljava se u obliku udara ili menja intenzitet i smjer (veliki broj promjena u jedinici vremena).
9
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Tehnološko dejstvo sile (duboko izvlačenje limova, savijanje, uvijanje, namotavanje žice) stvarauslove veoma slične onima kojima će materijal (element) biti izložen tokom prerade i/ilikonkretne primjene.
Temperatura ispitivanja (niska, sobna ili povišena temperatura).Mehanička svojstva određujemo metodama sa razaranjem. Materijal nakon ispitivanja jeneupotrebljib, izuzev kao sirovina za pretapanje (metalni materijali).
ISPITIVANJAMATERIJALA
- Prvi pisani tragovi o ispitivanjima materijala potiču od Leonara da Vinčija – 1519. godineispitivanje zatezne čvrstoće žice.
- Od vremena Leonarda da Vinčija (XVI vijek) do danas se kontinuirano usavršavaju tehnike ipostupci ispitivanja materijala.
- Razvoj tehike i informatike omogućavaju unapređenje postupaka ispitivanja svih materijala.Prva ispitivanja materijala:- 1638. godine – Galileo Galilej, određivao loma materijala savijanjem- 1807. godine – Thomas Young, određivanje modula elastičnosti- 1867. godiene – Tomas Woeler, ispitivanje materijala zanaranjem .....
10
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
MEHANIČKAISPITIVANJA
Svoj
stva
otp
orno
sti
Zatezna čvrstoća
Granica tečenja
Granica proporcionalnosti
Granica elastičnosti
Modul elastičnosti
Svoj
stva
def
orm
acije Izduženje
Kontrakcija
Ravnomjerna deformacija
Pritiskanjem
Savijanjem
Uvijanjem
Smicanjem
Zatezanjem Druga Određivanje dinamičke čvrstoće
Određivanje žilavosti
Zamor materijala
Udarna žilavost
Udarna čvrstoća
Zatezna
Savojna
Specijalna
Razdvajanje energije loma
Temperatura hladnog loma
KOD
Osciloskopska
Standardna Tvrdoća Specijalna ispitivanja Sila promjenjive vrijednosti
Udarom
PREMA TEMPERATURI ISPITIVANJA DINAMIČKA ISPITIVANJA STATIČKA ISPITIVANJA
snižena sobna povišena
Stat
ički
m d
ejst
vom
sile Brinelova metoda
Vikersova metoda
Rokvelova metoda
MikrotvrdoćaDi
nam
ički
m d
ejst
vom
sile
Poldijeva metoda
Šorova metoda
Mehanika loma
Koeficijenti intenziteta
Otvaranje prsline
Energija prsline
11
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
S0 F
FZatezanje
L0 L1
F
F
S0
Pritisak
L0 L1
S0 F
F
Smicanje
Torzija
• Deformacija – promjena dimenzija materijala usled dejstva spoljašnje sile.
12
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Δl
F
Elastičnadeformacija
• Deformacija može biti:
- elastičnadeformacija– po prestanku dejstva spoljašnje sile nestaju i dimenzije tijela se vraćaju u svoj prvobitni oblik
l0
Δl
F
l1(= l0)
l1=l0+Δl0
13
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Δl
F
Plastičnadeformacija
- plastična deformacija– trajna jer po prestanku dejstva spoljašnje sile dimenzije tijela su trajno promijenjene
l0
F
l1=l0+ΔlElastičnadeformacija
l0
ΔlΔ
14
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
• Veza između sile (spoljašnje) i napona u opterećenom materijalu!• Odnos intenziteta spoljašnje sile i površine poprečnog presjeka materijala na koji djeluje ta
sila izražava se izrazom:
𝜎 𝑅𝐹𝑆
N/mm2(=MPa)
Standardima definisano: oblik i dimenzije epruveta (uzoraka za ispitivanje), metodologija i mjesto uzorkovanja, način dejstva spoljašnje sile, temperaturu na kojoj se izvodi eksperiment, način prikaza rezultata.
15
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
ISPITIVANJEZATEZANJEMNajznačajniji postupak ispitivanja materijala sa razaranjem.Intenzitet sile se mijenja određenom brzinom sve do prekida epruvete.Određujemo: Svojstva otpornosti - naponi
• Napon tečenje - Re, N/mm2– najznačajnije svojstvo materijala pridimenzionisanju elemenata; max. nivo napona kojim se elementsmije opteretiti mora biti niži od napona Re , a to se definišestepenom sigurnosti.
• Zatezna čvrstoća - RM,N/mm2
Svojstva deformacijeo Procentualno izduženje – A5,65; A11,3, % - dobar je reper ocjene
metalurškog kvaliteta čelika, jer ukoliko je izražena poroznostmaterijala ili postojanost nemetalnih uključaka, izduženje nagloopada.
o Procentualno suženje poprečnog presjeka (kontrakcija) - Z,%-dobar je pokazatelj obradljivosti metala plastičnim deformisanjem.
o Modul elastičnosti - E,N/mm2 – otpornost materijala prema deformaciji (određen silama međuatomskih veza).
S0 F
F
L0 L1
16
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Ispitivanje zatezanjem se izvodi na:• Sobnojtemperaturi(18± 3°C)
određivanje svojstava otpornosti, određivanje sposobnosti deformacije,
• Povišenim temperaturama kratkotrajnom zagrijavanje, dugotrajno zagrijavanje,
ispitivanje na puzanje ispitivanje na relaksaciju
• Sniženim temperaturama (temperature<0°C)
MEST EN ISO 6892-1:2018 - Metalni materijali - Ispitivanje zatezanjem - Dio 1: Metodaispitivanja na sobnoj temperaturiMEST EN ISO 6892-2:2012 - Metalni materijali - Ispitivanje zatezanjem - Dio 1: Metodaispitivanja na povišenim temperaturama
17
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Epruvete se uzorkuju: sječenjem (rezanjem) iz materijala, presovanjem iz materijala, livenjem ....
L0 – početna mjerna dužina, mmLc – prelaz između mjernog dijela i radijusa, mmLt – ukupna dužina epruvete, mmMjerna dužina podijeljena je na mjerne značke – obilježavanje se vrši bez mehaničkih oštećenja.Prema dimenzijama:
Proporcionalne - odnos L0 i S0 𝐿 𝑘 · 𝑆a) zak= 5,65 L0=5d0 - normalno kratke epruveteb) za k= 11,3 L0=10d0 - normalno duge epruvete
Neproporcionalne – kada nije moguće napraviti proporcionalnu (užad, lanci itd) –tehničkaepruveta
b:a=4:1
18
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Metal šava
Zona uticaja toplote
Uzorkovanje epruveta
Tehničke epruvete
Sl.1
Sl.2
Sl.3
Sl.4
19
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Brzina opterećenja zavisi od modula elastičnosti materijala:- Za E<150 N/mm2 brzina opterećenja je od 1 - 10 N/mm2 s- Za E≥150 N/mm2 brzina opterećenja je od 3 - 30 N/mm2 s.
Gornja stezna glava (čeljusti)Epruveta
Donja stezna glava (čeljusti)
Upravljački dio
20
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
21
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
P - granica proporcionalnostiE - granica elastičnosti (trajna deformacija od
0,05% od početne dužine epruvete)T - granica tečenja - gornja i donja
trajna plastična deformacija (0,2% od početne dužine epruvete – konvencionalninapontečenjaRp0,2)
M – maksimalni naponK – lom epruvete
Hukov zakon – linearna zavisnost jedničnoizduženje‐napon
ε, %
P
M
KTH
TL
R MR e
R p
Napon
𝜀 · 100% ∆ · 100%
E
- Trenutno izduženje ΔL=Lt - L0, mm- Ukupno izduženje ΔLu=Lu - L0, mm- Jedinično izduženje ε, %
a)b) c)
d)
22
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Тrajna plastična deformacija od 0,2% od početne dužine epruvete – konvencionalninapontečenja(Rp0,2)
Rp0,2
0,2
Napon, MPa
ε, %
M
P
Plast.def.
Elast.def
Napon, MPa
Deformacija Δ, mm
rasterećenje
opterećenje
Elast.oporavak
Plast.deformacija
Sl.1
Sl.2 A B
23
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
ε, %
P
E
M
KTH
TLR MR e
HR p
Napon, MPa
R eL
𝑅𝐹𝑆
Re, N/mm2 – napon tečenja
Konvencionalni napon tečenja Rp, N/mm2
Rp0,01, Rp0,2 ili Rp1, N/mm2 – za 0,01%, 0,2% i 1% početne dužine
𝑅 ,𝐹 ,
𝑆
24
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Određivanje konvencionalnog napona tečenja: - grafička metoda- metoda ekstenzometra
Napon, MPa
ε, %
R p0,2
0,2
Napon tečenja realnog mašinskog dijela se razlikuje od napona tečenja standardne epruvete:Rrm=ψRe
Rrm‐ napon tečenja mašinskog dijelaψ - faktor uticaja veličine poprečnog presjekaRe - napon tečenja
25
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
𝑅𝐹𝑆RM, N/mm2 – zatezna čvrstoća
Obilježavanje: sa dvije decimale za izmjerenu vrijednost 0-100 N/mm2 - pr. 78,65 N/mm2
sa jednom decimalom za izmjerenu vrijednost 100-1,000 N/mm2 - pr. 687,6 N/mm2
cjelobrojna vrijednost za izmjerenu vrijednost >1,000 N/mm2 - pr. 1247 N/mm2
Izduženje
Zavisno od momenta mjerenja, tj. u odnosu na trenutak ispitivanja, razlikujemo:• Elastično izduženje – gubisepoprestankudejstvasile(dotačkeE)• Trajno izduženje – negubisepoprestankudejstvasile(odtačkeE)• Neproporcionalno izduženje – silamavećimodtačkeP•Ukupno izduženje ‐ nakonprekidamjerisedužinaioduzimaodpočetneLu‐L0.
26
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Promjena mjerne dužine Lu - L0 zaokružuje se na 0,25 mm, a procentualno izduženje na 1%.
Metodologija mjerenje dužine nakon prekida epruvete (Lu) zavisi od mjesta prekida:- u oblasti srednje trećine mjerne dužine,- u oblasti jedne od krajnjih trećina,- izvan mjerne dužine.
𝐴 , ,𝐿 𝐿
𝐿 · 100%
ε, %
Nap
on M
K
Procentualno izduženjenakon prekida epruvete (A)
Procentualno ukupno izduženje pri prekidu epruvete (At)
Elastična deformacijaε, %
Nap
on
MK
Plast.deformacija
Elast.deformacija
Ukupnadeformacija
Procentualno izduženjenakon prekida epruvete (A)
Zona elastičnosti materijala
Zona ojačanja
materijala
Zona formiranja
vrata
Sl.1Sl.2
A B C C D
27
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Mjerni pribor:- Kljunasto pomično mjerilo
- Mikrometarski zavrtanj
28
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Određivanje početne mjerne dužine L0, mm
Određivanje dužine nakon loma Lu, mm
Početna mjernadužina
Plastična deformacija
Dužina nakon loma
Početni prečnik d0
Smanjenjeprečnika d0
Prečnikanakon loma du
Duktilan (žilav) lom
https://dokumen.tips/documents/nacini-ispitivanja-materijala.html
29
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
- Mjeri se dužina pi utvrđuje se broj repera (n) - broj repera sa kraće i druge (duže) strane loma trebaju biti jednak (X-Y).
- Ako je N-n paran broj (I slučaj), dužini p se doda sa lijeve i desne strane dužina q(Y-Z).
Lu
n= 4
p qq
L'u
𝑝 2𝑞L'u – korigovanamjerenadužina
𝑝 2𝑞
Nrepera 𝐴 , ,𝑝 2𝑞 𝐿
𝐿 · 100%
- Prekid u sredini ili u okolini sredine broja repera.
𝐴 , ,𝐿 𝐿
𝐿 · 100%- Prekid u jednoj od krajnjih trećina.
Lu‐korigovanamjerenadužina
Nreperap(n‐repera) qq
X Y Z
Sl.1
Sl.2
Sl.3
30
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
p q
Lu
Nrepera
q1X Y Z Z'
- Ako je N-n neparan broj (II slučaj)
𝐴 , ,𝑝 𝑞 𝑞 𝐿
𝐿 · 100%𝑞𝑁 𝑛 1
2𝑞
𝑁 𝑛 12
Kontrakcija (suženje)
• Kontrakcija ili prekidno suženje je procentualna razlika površine poprečnog presjeka epruvete S0 (prije prekida) i površine poprečnog presjeka na mjestu prekida epruvete Su.
𝑍𝑆 𝑆
𝑠 · 100%𝑆
𝑑 · 𝜋4
𝑆𝑑 · 𝜋
4
31
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Određivanje početnog prečnika d0, mm Određivanje prečnika nakon loma epruvete du, mm
d0 du
𝑑𝑑 𝑑
2𝑆 𝑎, · 𝑏,
https://dokumen.tips/documents/nacini-ispitivanja-materijala.html
Sl.2Sl.1
Sl.3
Sl.4
32
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Žilav (duktilan)
Krt
Krt
Deformacija
Nap
on
Duktilan
Duktilnost – svojstvo materijala da se pod uticajem spoljašnjeg naprezanja plastično deformiše prije loma.
Duktilnost = količina apsorbovaneenergije po jedinici zapremine materijala
(J/m3).Površinaispodkrive
Izduženje i kontrakcijapoprečnog presjeka supokazatelji duktilostimaterijala.
Sl.2Sl.1
Sl.4Sl.3
33
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Veoma duktilni:- Staklo na povišenim
temperaturama- Pb na sobnoj
temperaturi- Polimeri
Krti:- Keramika- Livena gvožđa
Tipična duktilnost kod ugljeničnih čelika
Visoka plastična deformacija i duktilni lomVisoka plastična deformacija i duktilni lom
R,MPa
ε, %
Al legure
Čelik niske čvrstoće
Kaljeni čelik
Čelik visoke čvrstoće
Sl.2Sl.1
Sl.4Sl.3
34
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Promjena poprečnog presjeka u plastičnoj zoni (T-M) je značajno.
Stvarninaponistvarnoizduženje
Veza između stvarnog i inženjerskog napona i deformacije:
𝑅𝐹𝑆
Rs, N/mm2 – stvarni napon
𝜀 ln ln - stvarna deformacija
𝑅 𝑅 · 1 𝜀
𝜀 ln 1 𝜀
Deformacija
Nap
on
Inženjerski napon-deformacija
Stvarni napon-deformacija
Prekid
Prekid
K- koeficijent ojačanjan - eksponent ojačanja
𝑅 𝐾 · 𝜀
35
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Tačka presjeka krive sa ordinatom – napon
tečenja.
36
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Deformacija
Nap
on
t1 t2 t3t4
t1< t2< t3< t4t1< t2< t3< t4
Uticaj temperature na dijagram napon-izduženje
plastičnost i žilavost - rastuRe, Rm i E - opadaju
Modul elastičnosti ili Jangov (Young) modul elastičnosti (E) predstavlja odnos napona (zatezanje,pritiskanje i savijanje - R) i jediničnog izduženja (ε) u oblasti elastičnih deformacija. Odnos napona(R) i jediničnog izduženja (ε) izazvanog torzijom, naziva semodul klizanja (G).
, MPa , MPa𝐸𝑅𝜀𝐸𝑅𝜀
𝑅𝐹𝑆𝑅𝐹𝑆 𝜀
∆𝑙𝐿𝜀∆𝑙𝐿 𝐸
𝐹 · 𝐿𝑆 · ∆𝐿𝐸𝐹 · 𝐿
𝑆 · ∆𝐿
37
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
, MPa Eje napon koji je potreban da se dužinaepruvete poveća duplo.
R
Vrijednost modula elastičnosti definiše nivo otpornosti materijala prema pojavi deformisanja.
Materijal Modul elastičnosti pri 20C, MPaAl 70 300Cu 112 500W 421 900Fe 210 000Mg 44 300Pb 182 80Sivi liv 100 000
Određivanje E:• Grafička metoda• Metoda ekstenzometra.
𝐸𝐹𝑆𝐸𝐹𝑆∆𝐿 𝐿
𝐸𝑅𝜀 ≡ tan 𝛼
𝐸 tan 𝛼 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡
38
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Ispitivanje pritiskanjem se uglavnom primjenjuje za krte materijale,kao što su sivi liv, mesing, beton, kamen itd.Sila (aksijalna) se mijenja određenom brzinom sve do loma epruvete.Određujemo: Svojstva otpornosti - naponi
o Granica gnječenja (granica velikih skraćenja) – Rpe, N/mm2 –max. nivo napona u poprečnom presjeku epruvete kojiodgovara granici gnječenja.
o Pritisna čvrstoća - Rpm, N/mm2 - određuje se samo kod materijala koji pretrpe lom, a sila Fpm se očitava sa uređaja u trenutku loma.
Svojstva deformacijeo Skraćenje – , %o Proširenje - , %.
F
F
S0
Pritisak
L0 L1
ISPITIVANJEPRITISKANJEM
39
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
• Ispitivanje na pritiskanje je manjeg značaja za ispitivanje metalnih materijala u odnosu nazetezno ispitivanje.
• Fundamentalne važnosti je za ispitivanje građevinskih materijala: prirodni kamen, cigla, beton, drvo itd.
• Standardom definisani uzorak (epruveta) poznatog poprečnog presjeka se jednolikoopterećuje u uzdužnom pravcu (pravac ose).
• U uzorku prevladava jednoosno stanje napona.• Odnos napona i kompresije uzorka može se pokazati u vidu dijagrama dijagram sile-
skraćenje.
40
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Raspodjela napona pri ispitivanju pritiskanjem je ravnomjerno jednoosno naponsko polje sanormalnim naponima u ravnima upravnim na podužnu osu epruvete.Smičući naponi se javljaju u svim drugim ravnima, a maksimalna vrijednost je u ravnima poduglom od 45° u odnosu na podužnu osu epruvete tj. pravac pritiskanja.
Ispitivanje se prekida kada se postigne visina epruvete:• h0/3 – za vruće stanje epruvete,• h0/2 – za hladno stanje epruvete.
41
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
41
d0= 10 – 30 mmL0= (1-3) d0
42
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
43
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Karakteristične tačke:P – granica proporcionalnosti,E – granica elastičnosti.T – granica gnječenja,M – maksimalna sila,
PET
M
T EP
M
ΔL, mm ΔL, mm
F, N
F, N
elasto‐plastičan materijal
R, MPa
ε, %
P
ET
M (K)
R, MPa
ε, %Sl.2
Sl.1
Sl.3
44
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Pritisnačvrstoća
- Pritisna čvrstoća je nominalni napon u poprečnom presjeku epruvete - odgovara maksimalnojsili.
- Određuje se samo kod materijala koji pretrpe lom (krti materijali), a sila Fpm se očitava sauređaja u trenutku loma.
Kod plastičnih materijala, kako ne dolazi do loma epruvete, otpornost prema pritisku se definišekao granica gnječenja – Rp0,2.
, N/mm2𝑅𝐹𝑆
45
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Granicagnječenja
- Kod materijala, kod kojih nije jasnoizražena granica gnječenja,otpornost prema pritisku se definišekao konvencionalna ili tehničkagranica gnječenja – Rp0,2 .
- Vrijednost sile Fpe se očitava sa uređaja u trenutku kad kazaljka prvi put zastane ili krene unazad.
, N/mm2𝑅𝐹𝑆
, N/mm2𝑅 ,𝐹 ,
𝑆
- Granica gnječenja je nominalni napon u poprečnom presjeku epruvete kada dolazi do značajnedeformacije epruvete i bez povećanja vrijednosti sile pritiska.
46
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Skraćenje
Trenutno skraćenje predstavlja razliku između trenutne i početne mjerne visine epruvete.
Jedinično skraćenje - trenutno skraćenje svedeno na vrijednost početne mjerne visine epruvete.
Lomno skraćenje – nepovratno ili trajno skraćenje visine epruvete, predstavlja razliku početne i krajnje mjerne visine epruvete.
Jedinično lomno skraćenje – lomno skraćenje svedeno na vrijednost početne mjerne visine epruvete izraženo u procentima.
∆𝐿 𝐿 𝐿 , mm
𝜀∆𝐿𝐿
𝐿 𝐿𝐿 , mm
∆𝐿 𝐿 𝐿 , mm
𝛿∆𝐿𝐿 · 100%
𝐿 𝐿𝐿 · 100%
47
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
Proširenje
Lomno proširenje – nepovratno ili trajno proširenje, predstavlja razliku krajnje i početne površine poprečnog presjeka epruvete.
Jedinično lomno proširenje – lomno proširenje svedeno na vrijednost početne površine poprečnog presjeka epruvete.
Mjerenje maksimalnog prečnika epruvete se vrši na mjestuloma u dva upravna pravca i usvaja se aritmetička sredina.
∆𝑆 𝑆 𝑆 , mm2
𝜓∆𝑆𝑆 · 100%
𝑆 𝑆𝑆 · 100%
𝑑𝑑 , 𝑑 ,,
2
48
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
49
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
50
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić
51
M a š i n s k i m a t e r i j a l i
Prof. dr Darko Bajić