Determinarea Elasticitatii

Încercarea la tracţiune

Cea mai importantă încercare mecanică a materialelor metalice şi nemetalice este încercarea la tracţiune. Rezultatele încercării la tracţiune folosesc pentru dimensiunea elementelor constructive în domeniul solicitării statice. De multe ori se apelează şi la încercarea de rupere prin tracţiune a unor organe de maşini precum: şuruburi, bolţuri, nituri, cabluri, lanţuri, etc., pentru a dobândi cunoştinţe despre comporterea lor la acest tip de solicitare. Din încercarea la tracţiune a unui material se pot determina o serie de mărimi caracteristice pentru materialul încercat. Aceste mărimi sînt redate sintetic în figura 1. Încercarea la tracţiune se execută de regulă pe eprubete cilindrice sau plane standardizate. La unele materiale (sârme, table subţiri, etc) la care datorită geometriei lor nu se pot asigura dimensiuni standard se admit şi alte tipuri de probe. De asemenea, se execută încercări la tracţiune şi asupra unor elemente constructive cum sunt: cabluri, lanţuri, elemente sudate, elemente nituite, şuruburi, etc. Probe standardizate împreună cu sistemul de prindere permit o aplicare centrică a sarcinii. Dacă această condiţie este îndeplinită se vorbeşte de o solicitare uniaxială. Pe toată secţiunea transversalăa eprubetei sînt tensiuni normale, orice altă secţiune a probei care nu este perpendiculară pe axă este supusă şi la secţiuni tangenţiale. Aceste tensiuni se fac simţite însă numai la deformaţii mari deci în stadiul final al încercării. Viteza de solicitare influenţează semnificativ comportarea materialului în domeniul elastic şi cel plastic. Viteze mari de încercare dau valori de rezistentă mai mari şi deformaţii mai mici decît cele reale. Din acest motiv vitezele de solicitere trebuie să fie mici, în jurul valorii de 10 N•mm2/s. Aplicarea sarcinii trebuie să se facă încet şi fară şocuri. Din punct de vedere tehnic încercarea la tracţiune constă în aplicarea uor forţe (F) progresiv crescătoare unor epruvete (1), figura 2., prin intermediul unui sistem mecanic sau hidraulic (2). Forţele aplicate sînt măsurate cu un sistem de măsurare a foţelor (3),(4), iar lungirea epruvetei de către un extensometru (5), (6).

Fig.1. Mărimi caracteristice care pot fi determinate cu ajutorul încercarii la tracţiune

Fig.2 . Schema de principiu a încercării la tracţiune 1 - epruvetă; 2 – sistem de acţionare; 3,4 –sistem de măsurare a forţei (celulă dinamometrică); 5,6 –sistem de măsurare a lungirii epruvetei (extensometru)

La maşinile mai vechi de încercare la tracţiune lungirea epruvetei se determină din

drumul parcurs de echipamentul mobil care realizează aplicarea forţei de tracţiune.

Prin aceasta se introduce o eroare în măsurarea lungirii deoarece ea include şi deformarea

elastică a maşinii (complianţa maşinii) precum şi alunecări ale epruvetei in sistemul de prindere al acesteia.

I. Diagrama încercării la tracţiune

Solicitarea unai probe cilindrice sau paralelipipedice la tracţiune duce la lungirea (∆L) a

acesteia:

[mm]

unde: L – lungimea probei la un moment dat

L0 – lungimea măsurată între două repere de pe probă înaintea solicitării ei.

De regulă, pentru probele standardizate valoarea lungimii (L0) este indicată precis. Alungirea

probei se exprimă prin lungirea specifică (ɛ):

[%]

Dacă într-un sistem de coordonate dreptunghiulare se trece lungirea totală în corespondeţa cu forţele care au provocat această lungire atunci se obţine o diagramă forţă-lungire de tipul celei din figura 3, denumită diagrama încercării la tracţiune. O asemenea diagramă este însă specifică dimensiunilor probei încercare. Solicitarea în condiţii identice a unei probe din acelaşi material însă de dimensiuni diferite duce la obţinerea unei diagrame diferite de prima. Din acest motiv se raportează forţei (F) la secţiunea iniţială (A2) şi se obţine tensiunea nominală de solicitare (Ϭn):