Báo cáo thí nghiệm sức bền vật liệu

Bước 4: Theo dõi quá trính tăng tải và biến dạng của mẫu, ghi lại các số liệu hiển thị trên thiết bị thí nghiệm theo từng giai đoạn gia tải cho đến khi mẫu bị đứt... - Lấy mẫu ra và kiểm

1

MỤC LỤC 3

4

BÀI 1 KÉO THÉP 1 Tiêu chuẩn thí nghiệm: 4

2 Mục đích thí nghiệm: 4

3 Thiết bị thí nghiệm: 4

4 Trình tự thí nghiệm: 6

5.Tính toán kết quả thí nghiệm: 10

6 Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm: 15

17

Bài 2 XÁC ĐỊNH MODUM ĐÀN HỒI E CỦA THÉP 1 Tiêu chuẩn thí nghiệm: TCXD 197 – 2002 17

2 Mục đích thí nghiệm: 17

3 Thiết bị thí nghiệm: 17

4 Trình tự thí nghiệm: 19

5 Tính toán kết quả thí nghiệm: 22

6 Nhận xét đánh giá kết quả thí nghiệm: 27

- Lấy 5 điểm trong miền đàn hồi, dựa vào biểu đồ cho ta biết được ứng suất tại 2 điểm bất kỳ trong miền đàn 27 hồi và biến dạng tương đối của mẫu thép tại 2 điểm đó Ta thấy biến dạng tương đối tăng lên qua các lần gia tải 28

Bài 3 XÁC ĐỊNH MODUM BIẾN DẠNG TRƯỢT G CỦA THÉP 1 Tiêu chuẩn thí nghiệm: TCVN 3119:1993 28

2 Mục đích thí nghiệm: 28

3 Thiết bị thí nghiệm: 28

4 Trình tự thí nghiệm: 29

- Với một mẫu được cho sau quá trình tiến hành thí nghiệm Dựa vào biểu đồ momen xoắn ta biết được momen

xoắn và góc xoắn tỉ lệ thuận với nhau Khi góc xoắn tăng lên thì momen xoắn cũng tăng lên 32

33

Bài 4 XOẮN THANH TRÒN 1 Mục đích thí nghiệm: 33

2 Thiết bị thí nghiệm: 33

3 Trình tự thí nghiệm: 34

4 Tính toán kết quả thí nghiệm: 35

5 Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm: 38

1 Mục đích thí nghiệm: 39

2 Thiết bị thí nghiệm: 39

4 Tính toán kết quả thí nghiệm: 42

5 Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm: 44

45

Bài 1: Vật liệu kim loại – Kéo thép

Bài 2: Vật liệu kim loại – Xác định Modum đàn hồi E của thép

Bài 3: Vật liệu kim loại – Xác định Modum biến dạng trượt G của thép

Bài 4: Vật liệu kim loại – Xoắn thanh tròn

Bài 5: Vật liệu kim loại – Xác định lực tới hạn

BÀI 1 KÉO THÉP

1 Tiêu chuẩn thí nghiệm:

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử kéo vật liệu kim loại và xác định các đặc tính cơ học ở nhiệt độ thường ( 100 – 350

)

2 Mục đích thí nghiệm:

- Xác định giới hạn chảy , giới hạn bền của thép

- Xác định độ dãn dài tương đối của thép

3 Thiết bị thí nghiệm:

Máy nén thủy lực vạn năng ( WAW-1000E)

4 Trình tự thí nghiệm:

Bước 1: Xác định đường kính gân dọc dgd, đường kính gân xiên dgx, đường kính lõi dl, bước gân

Bước 2: Xác định chiều dài mẫu thép, cân trọng lượng mẫu thép (dùng để xác

định đường kính dtđ khi tính toán)

Bước 3: Khắc vạch lên mẫu thử với khoảng cách là 5 lần đường kính danh

nghĩa

Bước 4: Theo dõi quá trính tăng tải và biến dạng của mẫu, ghi lại các số liệu hiển thị

trên thiết bị thí nghiệm theo từng giai đoạn gia tải cho đến khi mẫu bị đứt

danh nghĩa

d (mm)

ngang danh nghĩa

AS (mm2) Yêu cầu (kg/m) Sai lệch

Chiều dài (mm)

Lực kéo chảy (kN)

Lực kéo đứt (kN)

Độ dãn (mm)

Danh

định Lõi Gân dọc

Gân xiên

Mẫu 1 12 11,2 12,8 12,5 422,2 502 42,5 63,4 67

Mẫu 2 12 11,2 12,6 12,6 419,9 498 43,2 63,9 80

Mẫu 3 12 11,1 12,5 12,5 419,6 500 43,8 63,2 73

5.Tính toán kết quả thí nghiệm:

A Xác định giới hạn chảy và giới hạn bền

Bảng tính toán giới hạn chảy và giới hạn bền của thép

Trong đó:

V=M .L=M dtđ=√ .1000 (mm)

M: là trọng lượng mẫu thép

: là trọng lượng riêng của thép = 7850( )

L(m): là chiều dài mẫu thép

Lực kéo chảy (kN)

Giới hạn chảy c

(daN/cm

2

)

Lực kéo đứt (kN)

Giới hạn bền b

b

Trung bình

Độ giãn dài (%)

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM KÉO THÉP

Sinh viên thực tập : TỐNG PHƯỚC HUẾ

Lớp : DH12XD02

Nhóm : Sáng thứ 2 (11/08/2014)

Tiêu chuẩn thí nghiệm : TCVN 197 – 02

Tiêu chuẩn đánh giá : TCVN 1561 – 85

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THỬ KÉO THÉP

STT

Đường kính (mm)

Trọng lượng (g)

Chiều dài (mm)

Lực kéo chảy (kN)

Lực kéo đứt (kN)

Độ dãn (mm)

Danh

định Lõi

Gân dọc

Gân xiên

Giới hạn chảy c

(daN/cm 2 )

Giới hạn bền b

(daN/cm 2 )

Độ dãn dài

(%)

c

Trung bình

b

Trung bình

Trung bình (%)

Mác thép

M ẪU 2

114.0

168.1

- Sau khi kẹp mẫu, bắt đầu tang lực, dựa vào biểu đồ ta thấy trong giai đoạn tải trọng từ 7KN – 43KN, lực tăng và biến dạng cũng tăng theo, đồ thị có dạng đường thẳng, giai đoạn này gọi là giai đoạn đàn hồi

- Sau đó tiếp tục gia tải nhưng đồng hồ tải trọng tăng không đáng kể trong khi đồng hồ đo biến dạng tang nhanh Đồ thị có dạng đường cong gần như nằm ngang, giai đoạn này là giai đoạn chảy,tải trọng lớn nhất 64KN

- Tiếp tục gia tải đồng hồ tải trọng và đồng hồ biến dạng cũng tăng, đồ thị có dạng đường cong, giai đoạn này gọi là giai đoạn bền, tại thời điểm này mẫu sắt bắt đầu xuất hiện eo thắt

- Tiếp tục gia tải nữa thấy đồng hồ đo biến dạng tăng nhưng đồng hồ tải trọng dao động và sau đó có tiếng nổ và mẫu bị đứt tại vi trí eo thắt

- Lấy mẫu ra và kiểm tra thấy đường kính tại eo thắt giảm đi so với ban đầu khi chưa gia tải, chiều dài mẫu cũng tăng lên.Như vậy thép là vật liệu dẻo, các kết quả thu được sau khi thí nghiệm phù hợp với ly thuyết

- Kết luận: Thép là vật liệu dẻo chịu kéo tốt Mác thép của mẫu: CIII

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử kéo vật liệu kim loại và xác định các đặc tính cơ học ở nhiệt độ thường (100

Bước 2: Xác định chiều dài mẫu thép, cân trọng lượng mẫu thép (dùng để xác

định đường kính dtđ khi tính toán)

Bước 3: Khắc vạch lên mẫu thử với khoảng cách là 5 lần đường kính danh

nghĩa ( 12x5= 60mm)

5 Tính toán kết quả thí nghiệm:

Modum đàn hồi được xác định theo quan hệ ứng suất và biến dạng theo quy luật tuyến

tính (đàn hồi):

Trong đó:

1, 2: Ứng suất tại hai điểm bất kỳ trong miền đàn hồi của mẫu

1 2: Biến dạng tương đối ứng với hai thời điểm ứng suất trên

Lần lượt lấy các điểm trong miền đàn hồi (tối thiểu 5 điểm,với 4 lần gia tải)

;

E = 𝜎 𝜎

𝜀 𝜀 𝜎

𝜀

Lớp : DH12XD02

Nhóm : Sáng thứ 2 (11/08/2014)

Tiêu chuẩn thí nghiệm : TCVN 197 – 02

Tiêu chuẩn đánh giá : TCVN 1561 – 85

STT d tđ

(mm)

A (mm 2 )

MẪU 1

MẪU 2

MẪU 3

điểm bất kỳ trong miền đàn hồi và biến dạng tương đối của mẫu thép tại 2 điểm

đó Ta thấy biến dạng tương đối tăng lên qua các lần gia tải

- Từ đó ta tính được modum đàn hồi E của thép theo công thức:

tăng lên.(Lần 1: 2,2 Mpa, lần 2: 3,3 Mpa, lần 3: 6,6 Mpa) Modum đàn hồi

thayđổi khi đường kính và diện tích của mẫu thép thay đổi

Bài 3 XÁC ĐỊNH MODUM BIẾN DẠNG TRƯỢT G CỦA THÉP

1 Tiêu chuẩn thí nghiệm: TCVN 3119:1993

2 Mục đích thí nghiệm:

- Xác định modum đàn hồi trượt G của thép

3 Thiết bị thí nghiệm:

Bước 2: Đưa mẫu vào vị trí ngàm kép, điều chỉnh vị trí ngàm đúng với kích thước

mẫu

Bước 3: Tăng momen xoắn liên tục với tốc độ không đổi và quan sát biểu đồ, ghi lại

các số liệu

Momen xoắn

Góc xoắn

Biểu đồ moment xoắn

5 Tính toán kết quả thí nghiệm:

5.1 Tính toán G gián tiếp thông qua thí nghiệm đo E của thép theo công thức:

G =

Trong đó: là hệ số Poisson, có gí trị gần bằng 0.3

Modum đàn hồi pháp tuyến E, modum trượt G

5.2 Tính toán G trực tiếp từ kết quả thí nghiệm:

: Momen quán tính độc cực của thanh thép

M1, M2: Momen xoắn ở hai lần gia tải

, : Góc xoắn tương đối giữa hai điểm A và B

8 15,5 11,9 13,7 20,3 80 140 4,3 2 1

XÁC ĐỊNH MODUM BIẾN DẠNG TRƯỢT G

Sinh viên thực tập : TỐNG PHƯỚC HUẾ

6 Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm:

- Với một mẫu được cho sau quá trình tiến hành thí nghiệm Dựa vào biểu đồ momen xoắn

ta biết được momen xoắn và góc xoắn tỉ lệ thuận với nhau Khi góc xoắn tăng lên thì

momen xoắn cũng tăng lên

- Qua thêm 2 đại lượng momen và góc xoắn xác định được ở biểu đồ ta tính được modum biến dạng trượt G của mẩu thép đã cho, theo công thức:

=

 G =

=

- Xác định modum đàn hồi trượt G của thép và đồng

- Thiết lập mối quan hệ giữa momen xoắn và góc xoắn

- Thiết lập mối quan hệ giữa góc xoắn và chiều dài thanh

2 Thiết bị thí nghiệm:

3 Trình tự thí nghiệm:

Bước 1: Xác định kích thước mẫu thí nghiệm

Bước 2: Đánh dấu các kích thước: 15mm, 315mm, 365mm, 415mm, 465mm, 515mm

Bước 3: Đưa mẫu vào ngàm kẹp, điều chỉnh vị trí ngàm đúng với kích thước mẫu

Bước 5: Tiến hành quá trình thí nghiệm cho thanh thép và thanh đồng

4 Tính toán kết quả thí nghiệm:

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH MODUM BIẾN DẠNG G

Sinh viên thực tập : TỐNG PHƯỚC HUẾ

G trung bình (Mpa)

Góc xoắn ( 0 )

(Moment xoắn).L I p .(Góc xoắn)

G trung bình (Mpa)

Góc xoắn ( 0 )

(Moment xoắn).L I p .(Góc xoắn)

5 Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm:

 Qua quá trình thí nghiệm với thanh thép và thanh đồng, ta có các kết quả khác nhau về modum biến dạng G:

- Thanh đồng: với đường kính 3mm, L=350mm Khi tăng lực N, momen và góc xoắn lên thì modum biến dạng G tăng lên (758,8 Mpa lên 643,5 Mpa)

- Modum G trung bình của thanh đồng: 651,36 (Mpa)

- Xác định giá trị lực tới hạn của thanh khi nén đúng tâm

- Xác định modum đàn hồi E của vật liệu thanh

2 Thiết bị thí nghiệm:

3 Trình tự thí nghiệm:

Bước 1: Xác định kích thước mẫu thí nghiệm

Bước 2: Tăng tải từ từ cho tới khi giá trị tải trọng trên bảng điện tử đạt tới giá trị tới

hạn

Bước 4: Tiến hành quá trình thí nghiệm cho các thanh với các chiều dài khác nhau

4 Tính toán kết quả thí nghiệm:

4.1 Thanh hai đầu khớp:

- Modum đàn hồi được xác định theo công thức sau:

5 Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm:

 Tiến hành thí nghiệm và thu được các kết quả của từng thanh thép với các chiều dài khác nhau

- TN2: Thanh 1 đầu ngàm, 1 đầu khớp

+ Ta giảm chiều dài xuống 20mm,bề rộng và bề dày vẫn giữ nguyên như TN1 + Khi nén 5 thanh thép theo thứ tự giảm dần về chiều dài thanh thép, ta thấy tăng lên (62N đến 184N) , tăng gấp khoảng (2-2,5) lần so với thanh 2 đầu khớp

2 Lê Văn Bình, Hướng dẫn thí nghiệm Sức Bền Vật Liệu, Đại học Mở TP.HCM

1 Đỗ Kiến Quốc,- Sức Bền Vật Liệu – NXB ĐHQG TPHCM – 2010

2 Bùi Trọng Lựu, Sức Bền Vật Liệu, ĐH và THCN, 1997

3 Lê Hoàng Tuấn, Bùi Công Thành, Sức Bền Vật Liệu, ĐHBK TPHCM, 1992

4 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam về vật liệu