Urządzenia dla inżynierii materiałów

Seria maszyn stołowych Quasar wykorzystywana jest w branży przetwórstwa tworzyw sztucznych, elastomerów, kompozytów, opakowań, metali lekkich, biomateriałów oraz wielu innych. Maszyny można przystosować do indywidualnych potrzeb poprzez wydłużoną ramę czy zastosowanie wysokich prędkości.

Maszyny QUASAR przeznaczone są do wykonywania statycznej próby rozciągania, która jest podstawową metodą wyznaczania wytrzymałości materiałów. Badanie polega na rozciąganiu próbki przy użyciu kontrolowanej siły aż do jej zerwania. W czasie próby rejestruje się zależność siły rozciągającej od przyrostu długości próbki. Poniżej wskazane są właściwości, które można wyznaczyć dzięki maszynie wytrzymałościowej.

Statyczna próba rozciągania

Statyczna próba rozciągania jest podstawową metodą badania wytrzymałości materiałów konstrukcyjnych. Badanie to polega na osiowym rozciąganiu znormalizowanej próbki materiału w celu określenia jego właściwości mechanicznych, takich jak wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, moduł Younga oraz naprężenie zrywające

W statycznej próbie rozciągania, próbka materiału jest poddana stopniowemu obciążeniu, aż do momentu jej zerwania. Podczas badania mierzone są siła działająca na próbkę oraz jej wydłużenie. Na podstawie tych danych można obliczyć parametry charakteryzujące materiał.

Wyniki statycznej próby rozciągania są istotne przy projektowaniu i ocenie wytrzymałości materiałów. Pozwalają one określić, jak materiał zachowuje się pod obciążeniem i czy spełnia wymagania stawiane przez normy i standardy branżowe. Statyczna próba rozciągania jest wykonywana na różnych materiałach, takich jak metale, tworzywa sztuczne, drewno czy tkaniny. Każdy materiał ma swoje charakterystyczne właściwości mechaniczne, dlatego ważne jest przeprowadzenie odpowiednich badań, aby poznać ich parametry. Wyniki statycznej próby rozciągania są często przedstawiane w postaci krzywej naprężenie-odkształcenie. Krzywa ta pokazuje, jak naprężenie w materiale zmienia się wraz z jego deformacją. Na podstawie tej krzywej można określić granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, moduł Younga i inne parametry. Statyczną próbę rozciągania, często przeprowadza się według międzynarodowych standardów, dzięki temu można uzyskać wiarygodne i porównywalne wyniki badań. Podsumowując, statyczna próba rozciągania jest niezwykle istotnym badaniem wytrzymałości materiałów. Daje ona informacje na temat właściwości mechanicznych materiału i pozwala ocenić jego wytrzymałość. Przeprowadzanie tego rodzaju badań jest niezbędne przy projektowaniu i produkcji różnych konstrukcji oraz materiałów.

---

Wytrzymałość na rozciąganie

Wytrzymałość na rozciąganie to jedna z podstawowych właściwości mechanicznych materiałów, która opisuje ich zdolność do wytrzymywania sił rozciągających. Jest to naprężenie, które odpowiada największej sile rozciągającej, jakiej materiał może się oprzeć bez pęknięcia czy zerwania. Wyniki wytrzymałości na rozciąganie są istotne przy projektowaniu i ocenie wytrzymałości różnych materiałów, takich jak metale, tworzywa sztuczne, drewno czy tkaniny. Pozwalają one określić, jak materiał zachowuje się pod obciążeniem i czy spełnia wymagania stawiane przez normy i standardy branżowe. Badanie wytrzymałości na rozciąganie polega na poddaniu próbki materiału obciążeniu, wzdłużnej siły rozciągającej, aż do momentu jej zerwania. Podczas badania mierzona jest siła działająca na próbkę oraz jej wydłużenie. Na podstawie tych danych można obliczyć parametry charakteryzujące materiał, takie jak granica plastyczności, moduł Younga czy wytrzymałość na rozciąganie. Wyniki badań wytrzymałości na rozciąganie są często przedstawiane w postaci krzywej naprężenie-odkształcenie. Na podstawie tej krzywej można określić granicę plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie oraz inne parametry charakteryzujące materiał. Ważne jest, aby przeprowadzać badania wytrzymałości na rozciąganie zgodnie z odpowiednimi standardami i normami, takimi jak ISO 6892-1 czy ASTM E8. Dzięki temu można uzyskać wiarygodne i porównywalne wyniki badań. Podsumowując, wytrzymałość na rozciąganie jest istotnym parametrem charakteryzującym materiały. Badanie tej właściwości pozwala ocenić zdolność materiału do wytrzymywania sił rozciągających i jest niezbędne przy projektowaniu i produkcji różnych konstrukcji oraz materiałów. Wytrzymałość na rozciąganie Rm – maksymalne naprężenie, jakie uzyskano podczas próby rozciągania. Podaje się je w stosunku do początkowego pola przekroju próbki w N/mm2. Wydłużenie procentowe próbki A% – stosunek zmiany długości próbki po teście do długości początkowej. Granica plastyczności Rp – wartość naprężenia, przy którym zaczynają powstawać nieodwracalne, mikroskopijne odkształcenia w budowie atomowej. W przypadku gdy w materiale nie ma wyraźnej granicy plastyczności wyznacza się umowną granice plastyczności Rp 0,2 gdy próbka ulegnie stałemu odkształceniu równym 0,2%. Naprężenie zrywające Ru – siła, przy której materiał ulega zerwaniu. Granica proporcjonalności RH – maksymalne naprężenie, przy którym zachodzące odkształcenie jest proporcjonalne do wywołującego je naprężenia. Do osiągnięcia tej wartości działa prawo Hooke’a., Granica sprężystości Rsp – naprężenie, po przekroczeniu którego materiał nie wraca do swojego pierwotnego wymiaru. Za umowną granicą sprężystości Rsp przyjmuje się taką siłę, przy której po odciążeniu materiał ulega odkształceniu równym 0,05% dla prób rozciągania oraz 0,01% dla prób ściskania. Poniżej przykładowy wykres rozciągania dla stali o niskiej zawartości węgla oraz film pokazujący test statycznej próby rozciągania na maszynie wytrzymałościowej Quasar. Przeprowadzenie badania należy poprzedzić przygotowaniem materiału w postaci próbki. To, jak powinna wyglądać, określają odpowiednie normy dotyczące rozciągania. Najbardziej powszechna jest norma ISO 6892. Materiały do statycznej próby rozciągania dzielą się na próbki obrabiane, okrągłe i płaskie, oraz nieobrabiane. Okrągłe próbki mają charakterystyczne zakończenie w postaci chwytów (tzw. główek), wśród których wyróżnia się chwyty cylindryczne, gwintowane lub pierścieniowe. Ich wielkość określa pole przekroju początkowego S0. Podczas próby odkształcenia na materiale obserwuje się w środkowej części próbki, która nazywana jest długością pomiarową i oznaczana jest jako L0. Oblicza się ją w następujący sposób: Do badań najczęściej stosuje się próbki proporcjonalne, w których k=5.65, o ile przekrój poprzeczny próbki na to pozwala. W przypadku zbyt małej wartości przekroju wyjątkowo przyjmuje się, że k=11.3 lub stosuje nieproporcjonalne próbki.