鋼の応力-ひずみ特性

鋼材の引張試験

この実験の目的は次のとおりです。

• 任意のフォーム (ASTM E8) における金属材料の引張特性を決定する標準的な検査で学生を知らせるため
• 一般のプロパティを比較する (構造用鋼およびアルミニウム)、金属材料を使用し、
• 金属のテスト プロパティを比較するには、値を公開しました。

万能試験機 (UTM) 変形制御と関連付けられたテストとデータ集録の機能が利用できるものとみなします。引張試験の安全性ガイドラインに特に注意を払って、UTM の製造元から提供されたを実行する推奨手順に従ってください。任意の手順の詳細がわからない場合は続行しないし、傷つけることができる真剣に自分や周りの人適切な予防措置に従わない場合、ラボ講師とともに疑問を明らかにします。また、緊急停止のすべてのプロシージャを知っているし、マシンを実行しているソフトウェアに精通しているかどうかを確認します。

以下の手順は一般的な最も重要な手順をカバーするものです。利用可能な機器によってそれからの有意な偏差があります。

1. 標本を作製します。

1. 2 つの鋼の円筒試験片を入手、マイルド、ホット (A36) などと (など、C1018) 圧延 1 つハードと冷たい。
2. キャリパーを使用して中央付近にいくつかの場所に最も近い 0.002 インチ試験片の直径を測定します。
3. 試料をしっかりと、マーク、ゲージ、おおよそ 2 インチの長さのファイルを使用します。注: 明らかにエッチングがそれほどディープになる破壊につながる応力集中をされるように慎重にゲージの長さをマークします。
4. 実際のキャリパーを使用して最も近い 0.002 インチ ゲージ長さをマークを測定します。
5. 可能であれば「定数」を素材にゼウスのビデオで説明されているようにひずみゲージをインストールします。
6. 校正データの潜在的な誤差と信頼限界を評価するために使用されているすべての楽器の解像度、すべての入手可能な情報を収集します。これらの 2 つの問題は意味のある結果を得ることへのキーが、何がここで議論の範囲を超えています。

2 標本をテストします。

1. 試験機をオンにし、ソフトウェアを初期化します。セットアップがすべて適切なグラフやデータ集録機能を備えてソフトウェア内であることを確認します。最低でも、応力-ひずみ曲線の表示し、荷重とひずみの表示があります。
2. ASTM E8 テスト プロトコルと互換性があるソフトウェアで適切な検査を選択します。使用されているひずみ速度に注意してくださいし、弾性と非弾性範囲の 2 つのレートが使用されているかどうか。また、(例えば 15% ひずみ、伸縮計を安全に削除するように、達した負荷の最大値を記録するを停止するコンピューター。) ソフトウェアで適切なアクションを設定します。
3. 手動で標本の全長はグリップの間に容易に合うようなクロスヘッドを上げます。グリップの深さの約 80% の上部のグリップに試料を慎重に挿入します。グリップ内部供試体、試料の落下を防止するために、少し締めます。注:、この段階での完全な圧力にグリップが締めください。
4. トップのクロスヘッドをゆっくりと下ろします。試料が下部のグリップの深さの約 80% 以内で、試料が下部のグリップ内で正しく配置されてを確認してください (すなわち、完全に開いた位置に下部のグリップと試料が「フロート」グリップの下部開口部の中に)。テスト中に追加の曲げおよびねじり応力になります、試験片のズレは、引張試験を行う場合に発生する最も一般的なエラーの 1 つです。配置が悪い場合に、合わせて適切なグリップの技術者と仕事。
5. テスト中に滑り、ことを発生しないようにグリップを試験片に適切な側圧を適用されます。金融引き締めのプロセス; 標本に予圧を導入としてこの時点で小さな軸力があることに注意してください。試験機は、このプリロードを最小限に抑えるためのソフトウェア調整があります。プリロードの値を記録します。
6. 製造元の仕様に従って試料を安全に電子の伸縮計を取り付けます。メモ: 伸縮ブレード ゲージ マーク、試料上に正確に配置する必要はありませんが、試料のほぼ中央が。
7. このポイントまでのすべての手順を正しく実行したかを入念に確認します。可能であれば、試料のテストの準備を確認スーパーバイザーがあります。
8. 試験片に引張荷重を適用を開始する読み込みを開始し、コンピューターのディスプレイの応用負荷のライブ読書を観察します。注: 測定された負荷が増加しない、試料がグリップをすり抜けてを再アタッチする必要があります。この場合、テストは停止し、ステップ 2.3 から再起動します。
9. いつかサンプル失敗の前に試料をアンロードせずテストを自動的に一時停止されます。この時点で、伸縮計を削除します。供試体は、場所で、伸縮計と中断したら、伸縮計、大変高価な機器を破壊します。
10. 失敗するまで引張荷重を適用するを再開します。最大負荷に達する、測定荷重は減少していきます。この時点で、供試体はくびれを開始され、最終破断延性引き裂きを通してこのハイネック地域内発生します。
11. テストが完了したら、クロスヘッドを上げる、上部のグリップを緩めるし、トップのグリップからの標本の破片を抜きます。供試体の上半分を削除すると、下部のグリップを緩めるし、他の供試体の半分を削除します。
12. 最大引張荷重時の値を記録し、応力-ひずみ曲線のコピーを印刷します。デジタルで記録データを保存します。
13. 慎重に破断端を一緒に合わせて、最も近い 0.002 の標点間の距離を測定します。最後のゲージの長さを記録します。
14. 最も近い 0.002 の最小断面の試験片の直径を測定します。
15. 写真や図で破断を文書化します。

3. データ分析

1. 伸び率 % と金属材料の種類ごとに面積の削減を計算します。
   伸び =
   面積の削減 =
2. 説明、分類し、各試料に対する支配的な破壊モードを記録します。
3. 図 2 と 3 に記載した材料特性を決定します。0.004 までひずみが (、伸縮計の上限のひずみテストから削除された; この値変わる値伸縮計によるひずみゲージによる、0.004 と 0.15 の間が与えられた、スプレッドシート内のデータを整理します。変形能力標本)。
4. 終局ひずみを推定するのにクロスヘッド変位と % 伸長を使用します。ひずみゲージを使用しない場合必ず、伸縮計の任意の初期のスリップを修正してください。1 つは、靱性 (応力-ひずみ曲線の下の領域) を取得するグラフ内の正方形を数えることができます。
5. 教科書またはその他の適切な参照を使用して、弾性率を決定する、強度、および使用される材料の強度を得られます。テスト結果を公開されている値を比較します。