12/8/2014

1

Încercări mecanicePartea II

Laborator – ProprietăŃile Materialelor

Încercarea la compresiune

� Încercarea la compresiune se execută, de obicei, pentru determinarea proprietăŃilor mecanice ale materialelor fragile (la rece sau la cald), care au o rezistenŃă mică la tracŃiune (ex. fonte și aliaje neferoase).

� Prin această încercare se determină scurtarea şi rezistenŃa de rupere la compresiune dacă nu se solicitǎ şi determinarea altor caracteristici în documentaŃia tehnicǎ

� O problemǎ specificǎ încercǎrii la compresiune o constituieaceea cǎ materialele tenace nu se rup la acest tip de solicitare. Ele se deformeazǎ plastic în mod continuu, pe mǎsura creșteriisarcinii

12/8/2014

2

� Principala problemǎ pe care o ridicǎ încercarea la compresiune este aceea a realizǎrii unei stǎri de tensiuniomogene în epruvetǎ

� Dacǎ epruveta are formǎ cilindricǎ starea de tensiunemonoaxialǎ este modificatǎ datoritǎ frecǎrilor dintresuprafeŃele de contact ale epruvetei și suprafeŃele de apǎsare

� Diagramă de compresiune a materialelor ductile

� Diagramă de compresiune a materialelor fragile

12/8/2014

3

Simbol Termen Unitate de măsură Relaţie de calcul

d0 Diametru iniţial Mm -

du Diametru final (ultim) Mm -

S0 Suprafaţa secţiunii transversale iniţiale mm2

Su Suprafaţa secţiunii transversale finale mm2

N Factorul dimensional -

F Forţa curentă N -

Fc Forţa la limita de curgere N -

Fu Forţa ultimă N -

σc Limita de curgere la compresiune N/ mm2

σrc Rezistenţa la compresiune N/ mm2

Ac Scurtarea procentuală a epruvetei %

Zc Umflarea procentuală a epruvetei %

Încercarea la compresiune – ASTM E9

� Metoda de încercare:

� epruveta este supusă unei tensiuni de compresiune axiale crescătoare

� Tensiunea și deformaŃia pot fi înregistrate continuu sau în incremente finite de timp

� Se determină caracteristicile materialului în compresiune

� Caracteristicile de compresiune sunt utile pentru analiza structurilor supuse la compresiune sau pentru analiza proceselor de prelucrare ale materialelor metalice care implică deformări prin compresiune foarte mari (forjare, laminare)

12/8/2014

4

Epruvetele

� Preferabil o formă cilindrică plină

Epruvetă Diametru d0 [mm] Înălţime h0 [mm] N (h0/d0)

Scurtă30.0±0.2 25.0±1 0.8

13.0±0.2 25.0±1 2.0

Medie

13.0±0.2 38.0±1 3.0

20.0±0.2 60.0±3 3.0

25.0±0.2 75.0±3 3.0

30.0±0.2 85.0±3 3.0

Lungă20.0±0.2 160±3 8.0

32.0±0.2 320 min. 10.0

Aparatură

� Mașină de încercări cu dispozitivul pentru încercarea la compresiune atașat

12/8/2014

5

Procedura

� Se măsoară diametrele epruvetelor și se determină suprafaŃa medie

� Se curăŃă suprafeŃele epruvetei și dispozitivului de încercare cu un solvent

� Se lubrefiază suprafeŃele dispozitivului pentru a reduce frecarea

� Se poziŃionează epruveta în centrul dispozitivului de încercare pentru o solicitare concentrică

� Se observă contactul dispozitiv de încercare – epruvetă pentru a fi optim

� Se parametrizează încercarea, în funcŃie de material

Determinarea parametrilor la compresiune

� Determinarea modulului de elasticitate

� Se poate realiza prin determinarea pantei segmentului de dreaptă pentru solicitări mai mici decât cele corespunzătoare limitei de proporŃionalitate, între două puncte cât mai îndepărtare

� Dacă datele sunt disponibile sub formă numerică se utilizează ecuaŃia determinată prin metoda celor mai mici pătrate:

12/8/2014

6

Limita de curgere şi rezistenŃa la compresiune

� Pe diagrama tensiune – deformaŃie se trasează, la o distanŃă specificată Om paralela mn cu regiunea liniară OA și se identifică punctul r

� Punctul de curgere pentru materialele ce prezintă o tranziŃie clară pe diagramă se alege ca valoarea maximă atinsă înainte de scăderea bruscă a valorilor tensiunii

� RezistenŃa la compresiune se determină identificând valoarea maximă a tensiunii pe diagramă

Încercarea la încovoiere

� În practică încercarea la încovoiere se foloseşte numai în cazul materialelor turnate din care urmează a fi execute piese ce vor fi supuse în timpul funcŃionării unor solicitări la încovoiere

� Se pot determina rezistenŃa de rupere la încovoiere şi săgeata la rupere

� metalele se comportă în două moduri: tenace, ex.oŃelurile, care pot fi deformate apreciabil prin încovoiere fără ca ruperea să se producă, sau rigide, ex. fonta, folosită mult în construcŃia de maşini, se rupe relativ uşor în cazul solicitării la încovoiere

12/8/2014

7

Încercarea la încovoiere a materialelor plastice armate sau nearmate – ASTM D790

� Metoda de încercare

� O bară cu secŃiune dreptunghiulară este sprijinită pe două suporturi și este solicitată cu un dispozitiv la jumătatea distanŃei dintre acestea

� Epruveta se deformează până ruperea se produce în regiunea externă a epruvetei sau până se atinge o deformaŃie maximă

� Se pot determina caracteristicile materialului la încovoiere

Dispozitivul de încercare

12/8/2014

8

Procedura� Se determină dimensiunile epruvetei

� Se atașează și centrează dispozitivul de încercare pe mașina de tracŃiune

� Se configurează dispozitivul glisând suporŃii la distanŃa adecvată pentru epruveta încercată

� Se sprijină epruveta pe suporŃi

� Se configurează încercarea în funcŃie de dimensiunile epruvetei

� Se pornește încercarea și se urmărește suprafaŃa epruvetei pentru a identifica iniŃierea fisurilor

Interpretarea rezultatelor

12/8/2014

9