ZAKŁAD WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW I KONSTRUKCJILabolatorium Wytrzymałości Materiałów i Konstrukcji

Semestr:

IIWydział:

BMiZKierunek:

ZiIPGrupa:

3Temat ćwiczenia:

Próba udarności, charakterystyki sprężyn.

1. Charakterystyka sprężyn

1. Charakterystyka sprężyny obrazuje jej przydatność do celów konstrukcyjnych. O przydatności sprężyny do wykonywania określonej pracy decyduje ilość energii, jaką jest zdolna zakumulować. Odkształcenie sprężyny mierzymy wielkością wydłużenia lub skrócenia. Badanie polega na tym, że badaną sprężynę umieszcza się albo między płytkami albo zawiesza na hakach rewersora umieszczonego w belce pędowej urządzenia do wyznaczania charakterystyk. Następnie dokonuje się odczytu na tarczy siłomierza wartości siły działającej na sprężynę.

Sprężyna 1: Średnica otworu: 44,9 mm Średnica drutu: 5,7 mm L. zwojów: 5,5 Wysokość: 73 mm

Sprężyna 2: Średnica otworu: 27 mm Średnica drutu: 4 mm L. zwojów: 7,5 Wysokość: 71 mm

2. Tabele pomiarów

Sprężyna 1 Ugięcie Siła ściskająca

Siła ściskająca Siła z prostej regresji liniowej

Odchylenie pomiaru od prostej regresjiw zakresie liniowym

i f F Fzl Frl b

mm N N N %

A B C D E F1 0,000 0 0 -5,176 1,725

2 3,620 30 30 31,176 -0,392

3 6,650 60 60 61,603 -0,534

4 8,920 90 90 84,399 1,867

5 12,860 120 120 123,964 -1,321

6 15,800 150 150 153,487 -1,162

7 18,870 180 180 184,316 -1,439

8 21,830 210 210 214,040 -1,347

9 24,620 240 240 242,057 -0,686

10 27,570 270 270 271,681 -0,560

11 29,240 300 300 288,451 3,850

Sprężyna 2 Ugięcie Siła ściskająca Siła ściskająca Siła z prostej Odchylenie pomiaru od

regresji liniowej prostej regresjiw zakresie liniowym i f F Fzl Frl b

mm N N N %

A B C D E F1 0,000 0 0 -10,156 2,031

2 3,580 50 50 41,492 1,702

3 7,570 100 100 99,056 0,189

4 11,570 150 150 156,763 -1,353

5 15,370 200 200 211,585 -2,317

6 18,100 250 250 250,971 -0,194

7 22,530 300 300 314,882 -2,976

8 25,980 350 350 364,654 -2,931

9 28,190 400 400 396,538 0,692

10 31,250 450 450 440,684 1,863

11 34,220 500 500 483,532 3,294

Układ równoległy Ugięcie Siła ściskająca

Siła ściskająca Siła z prostej regresji liniowej

Odchylenie pomiaru od prostej regresjiw zakresie liniowym

i f F Fzl Frl b

mm N N N %

A B C D E F1 0 0 0 -13,832 1,729

2 3,58 80 80 72,308 0,962

3 7,29 160 160 161,575 -0,197

4 10,82 240 240 246,511 -0,814

5 14,38 320 320 332,169 -1,521

6 17,8 400 400 414,459 -1,807

7 20,21 480 480 472,446 0,944

8 24,41 560 560 573,503 -1,688

9 27,5 640 640 647,853 -0,982

10 30,4 720 720 717,630 0,296

11 32,8 800 800 775,377 3,078

3. Obliczenia sztywności obu sprężyn i ich układu równoległego ze wzorów oraz z wyników wyznaczonych doświadczalnie.

C= Gd4

8D3nC1=

81500∙44

8∙313 ∙7,5=11,68C2=

81500 ∙5,74

8 ∙50,63 ∙5,5=15,04

C1+2=C1+C2=11,68+15,04=26,92

Sprężyna Sztywność [N/mm]Błąd (Cd−C tC t )100[% ]Doświadczalna Cd Teoretyczna Ct

1 10,65 11,68 8,812 15,20 15,04 1,06

Układ równoległy 25,14 26,92 6,61

sprężyna 1

03,62

6,659,82

12,8615,8

18,8721,83

24,6227,57

29,24

0

5

10

15

20

25

30

35

0 50 100 150 200 250 300 350

F [N]

f [m

m]

sprężyna 2

03,58

7,5711,57

15,3718,1

22,5325,98

28,1931,25

34,22

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 100 200 300 400 500 600

F [N]

f [m

m]

sprężyna 3

03,58

7,2910,82

14,3817,8

20,2124,41

27,530,4

32,8

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 200 400 600 800 1000

F [N]

f [m

m]

2. Próba udarowego zginania1. Tablica Próba udarowego zginania sposobem Charpy’ego wg PN-EN 10045-1:1994 oraz wzory stosowane przy jej wypenianiu.

Początkowa energia młota wahadłowego Emax J 294,3Ramię młota R m 0,825Masa młota m kg 18,750Początkowy kąt wzniosu młota 160Prędkość uderzenia v m/s 5,603Oznaczenie próbki -Typ karbu UPromień zaokrąglenia dna karbu r mm 1Odległość płaszczyzny symetrii karbu od końca próbki lk mm 27,7Długość próbki l mm 55,4Wysokość próbki h mm 10Wysokość poniżej karbu h0 mm 8Szerokość próbki b mm 10Powierzchnia przekroju poprzecznego w miejscu karbu S0 cm2 0,8Temperatura badania T C 21,5Kąt wzniosu młota po złamaniu próbki 63Energia zużyta na złamanie próbki K . . . J 210,579Udarność KC . . . J/cm2 263,223Typ przełomu plastycznyUwagi -

Vmax=√2 gR (1−cos α )=√2⋅9 ,81⋅0 ,825⋅(1−cos160O )=5,6 ms

K=K max−K min=mgR ( cosβ−cosα )=151,17 (1,393 )=210,579J

KC= KS0

=210,5790,8

=263,223 J

cm2

2. Rysunki próbki przed złamaniem i po złamaniu.