STUDIJSKI PROGRAM: BRODOMAŠINSTVO
PREDMET: TEHNOLOGIJA I OBRADA MATERIJALA
DOMAĆI RAD
TEMA: ISPITIVANjE ZATEZANjEM
PROFESORI
Prof. Dr. VUKCEVIC MILAN
Prof. Dr. VUKASIN ZOGOVIC
STUDENT
VUKALOVIĆ NEMANjA
Indeks 36/B-14
KOTOR 11.10.2014.
Uvod
Značaj ispitivanja metala za razvoj tehnike i današnja dostignuća na polju gradnje
aviona, automobila, željeznica, brodova, turbina, mlaznih motora, svemirskih letilica itd.
svakako je izvanredno veliki.
Veoma rasprostranjena primjena metala kao gradivnih materijala pripisuje se
prvenstveno njihovim izvanredno podesnim mehaničkim svojstvima – visokoj čvrstoći uz
odgovarajuću sposobnost deformisanja. Određivanje ovih svojstava vrši se mehaničkim
postupcima ispitivanja. Mehanička ispitivanja najčešće se vrše na sobnoj temperaturi, ali isto
tako i na niskim, odnosno povišenim temperaturama.
Prema načinu dejstva sile razlikuju se statička i dinamička ispitivanja. Pod statičkim
ispitivanjima podrazumijevaju se ona koja se obavljaju pri mirnom dejstvu sile tako da napon
postepeno raste, obično ne brže od 10 Mpa u sekundi. Kod dinamičkog ispitivanja sila djeluje
udarom ili se učestano mijenja po određenom zakonu. Broj promjena opterećenja obično se
kreće u granicama od 3 do 20.000 u minutu.
S obzirom na vrstu naprezanja razlikuju se ispitivanja zatezanjem, pritiskom,
savijanjem, uvijanjem, smicanjem itd. uz mogućnost njihovog kombinovanja. Sva ova
ispitivanja mogu se vršiti pri statičkom ili dinamičkom dejstvu sile tako da je moguće
ostvariti dosta veliki broj raznih kombinacija.
Posebnu grupu čine tzv. tehnološka ispitivanja. Za razliku od mehaničkih ispitivanja
pri kojima se određuju svojstva otpornosti, kod tehnoloških ispitivanja vrijednosti
dejstvujućih sila nisu od interesa već se isključivo posmatra način deformisanja, odnosno
oštećenja usled dejstva spoljnih sila.
Ispitivanje zatezanjem
Ispitivanje zatezanjem izvodi se na mašini za ispitivanje zatezanjem koja treba da
obezbijedi ravnomjerno prenošenje sile na epruvetu uglavljenu u čeljusti mašine. Epruveta se
u podužnom pravcu izlaže zateznim silama do prekida, pri čemu se na uređaju za
registrovanje opterećenja prati tok promjene sile.
Ispitivanje zatezanjem ponekad se izvodi na gotovim elementima i djelovima
konstrukcija, koji su pri eksploataciji izloženi zateznim naprezanjima, da bi im se ustanovila
nosivost, odnosno sila potrebna da izazove prekid.
Po pravilu, naročito za tačnija ispitivanja, od materijala ili elemenata koji se ispituju,
izrađuju se epruvete cilindričnog ili prizmatičnog oblika. Srednji dio epruvete ima manju
površinu poprečnog presjeka od krajeva kako bi se osiguralo da prekid nastane u srednjem –
mjernom dijelu.
Ispitivanje zatezanjem, u poređenju sa ostalim statičkim postupcima ispitivanja
čvrstoće, pruža najpotpuniju sliku o mehaničkim svojstvima metala, pa se stoga najčešće
primjenjuje. Ono se može izvoditi dok se potpuno ne iscrpi sposobnost deformisanja metala,
pa se time mogu dobiti brojni podaci o svojstvima otpornosti, a istovremeno i karakteristični
podaci za mogućnost deformisanja materijala.
Ponašanje metalnih materijala pri ispitivanju zatezanjem može se pregledno
predstaviti dijagramom na čijoj je ordinati nanijeta sila koja djeluje na epruvetu u N, a na
apscisi trenutno izduženje u mm. Pošto na krajevima srednjeg, stanjenog, dijela epruvete,
usled dejstva susjednih krajeva, izduženje po presjeku nije ravnomjerno raspodijeljeno, kao
osnova za mjerenje uzima se kraća dužina, tzv. mjerna dužina (l
o
), čiji su krajevi na
dovoljnom udaljenju od prelaza ka krajevima epruvete (slika 3).
Slika 3. Epruveta kružnog presjeka sa naznačenm mjernom dužinom (l
o
) i dužinom cilindričnog dijela (l
p
)
Ako se na ordinatu nanesu naponi, tj sile svedene na prvobitni presjek epruvete (A
o
):
σ=F:A
o
, a na apscisu trenutno izduženje (∆l=l
t
-l
o
) svedeno na mjernu dužinu (l
o
): ε=∆l:l
o
,
dobiće se dijagram napon – jedinično izduženje, koji pokazuje ponašanje materijala pri
ispitivanju zatezanjem nezavisno od dimenzija epruvete.
Karakteristični oblici dijagrama sila – trenutno izduženje, odnosno napon – jedinično
izduženje, prikazani su na sledećoj slici 4. Kriva „a“ odnosi se na krti materijal, a krive „b“,
„c“ i „d“ na različito žilave materijale.
U svom početnom dijelu kriva ima najčešće pravolinijski tok, što znači da između sile
i trenutnog izduženja postoji linearna zavisnost (Hukov zakon). Trenutna izduženja u ovom
području su tako mala da se mogu mjeriti samo preciznim instrumentima. Po prestanku
linearne zavisnosti (tačka p na dijagramu) priraštaji dužine za jednake priraštaje sile postaju
sve veći, pa se kriva postepeno savija ka apscisi. Granični napon, do kojeg je izduženje
proporcionalno naponu, naziva se granica proporcionalnosti (σ
p
).
Slika 4. Karakteristični oblici dijagrama sila-trenutno izduženje
Ako se epruveta u području pravolinijskog porasta napona rastereti, izduženje će
nestati. Epruveta ponovo dobija svoju prvobitnu dužinu-izduženje je, potpuno elastično. Pri
porastu napona iznad jedne granične vrijednosti (tačka E na dijagramu), epruveta se po
