Báo cáo thí nghiệm sức bền vật liệu

1.3 Thiết bị thí nghiệm: • Máy kéo đa năng (Capacity = 1000kN); • Thước thẳng bằng hợp kim có độ chính xác 1 mm; • Thước kẹp bằng hợp kim có độ chính xác 0,02 mm; • Dụng cụ kẻ vạch trên mẫu thử ( giũa “ba lá”); • Giấy vẽ biểu đồ (có chia lưới). 1.4 Chuẩn bị thí nghiệm: • Kiểm tra các dụng cụ đo; • Đo d0 (mẫu tròn) tính L0 = 10.d0; • Khắc vạch lên mẫu (khoảng cách = 10 mm) xem hình 1.3; • Điều chỉnh kim chỉ lực về vị trí “0” trên đồng hồ; • Chọn đối trọng và ngàm kéo thích hợp với kích thước mẫu thử; • Kẹp mẫu vào ngàm kéo; • Gắn giấy vẽ vào rulô, kiểm tra kim chỉ lực và bút vẽ trên rulô. 1.5 Tiến hành thí nghiệm: • Mở valve gia tải: cho máy tăng lực kéo từ từ; • Theo dõi đồng hồ: đọc các giá trị Pc Pb (hoặc đọc trên biểu đồ); • Khi mẫu thử bị đứt: xả áp lực và lấy mẫu thử ra.

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Mục Lục Bài 1: Thí nghiệm kéo thép Phụ lục Bài 2: Thí nghiệm kéo gang 10 Bài 3: Thí nghiệm nén thép .13 Bài 4: Thí nghiệm nén gang 15 Bài 5: Thí nghiệm uốn thép xây dựng 18 Bài 6: Xác định module đàn hồi thép .20 Bài 7: Xác định module chống trượt thép 23 Bài 1: THÍ NGHIỆM KÉO THÉP Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Mục đích thí nghiệm: • Tìm hiểu quan hệ lực (tải trọng) biến dạng kéo mẫu thép; • Xác định số đặc trưng học thép:  Giới hạn chảy (σc);  Giới hạn bền (σb);  Độ giãn dài tương đối (δ);  Độ co thắt tỉ đối (ψ) 1.2 Cơ sở lí thuyết: • Đồ thị biểu diễn quan hệ lực kéo (P) biến dạng dài (∆L) mẫu thí nghiệm kéo thép thường có dạng sau (hình 1.1): 1.1 Hình 1.1: Quan hệ (P - ∆L) & (σ – ε) • Một số đặc trưng học thép:      Giới hạn tỉ lệ: Giới hạn chảy: Giới hạn bền: Độ giãn dài tương đối: Độ co thắt tỷ đối: Trong đó: σtl = σc = σb = δ = 100% ψ = 100% (1.1) (1.2) (1.3) (1.4) (1.5) F0: diện tích mặt cắt ngang mẫu lúc đầu; F1: diện tích mặt cắt ngang mẫu vị trí bị đứt; L0: chiều dài tính tốn ban đầu mẫu thử; L1: chiều dài tính tốn sau đứt mẫu thử 1.3 Mẫu thí nghiệm Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU • Theo TCVN 197-1985 : mẫu có mặt cắt ngang hình tròn hình chữ nhật- tùy theo quy cách vật liệu cần thử (hình 1.2); Hình 1.2: Mẫu thí nghiệm kéo thép Hình 1.3: Khắc vạch mẫu thử • • Mẫu tiết diện tròn: L0 = 5.d0 hay 10.d0 (tùy mẫu ngắn hay dài) L = L0 + (0,5.d0 2,0.d0) Mẫu tiết diện chữ nhật: L0 = 5,65 hay 11,30 L = L0 + (1,5 2,5)  Quan hệ bề dày (t0) bề rộng (b0); chiều dài tính toán (L0) mẫu tiết diện chữ nhật cho bảng sau: Chiều dày mẫu (t0) Chiều rộng mẫu (b0) Chiều dài tính tốn (L0) 0,5 mm t0 2,0 mm 12,5 mm 50,0 mm 2,0 mm t0 3,0 mm 20,0 mm 80,0 mm 3,0 mm < t0 8.t0 5,65hay 11,30 1.3 Thiết bị thí nghiệm: • Máy kéo đa (Capacity = 1000kN); • Thước thẳng hợp kim có độ xác mm; • Thước kẹp hợp kim có độ xác 0,02 mm; • Dụng cụ kẻ vạch mẫu thử ( giũa “ba lá”); • Giấy vẽ biểu đồ (có chia lưới) 1.4 Chuẩn bị thí nghiệm: • Kiểm tra dụng cụ đo; • Đo d0 (mẫu tròn) tính L0 = 10.d0; Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU • • • • • Khắc vạch lên mẫu (khoảng cách = 10 mm) xem hình 1.3; Điều chỉnh kim lực vị trí “0” đồng hồ; Chọn đối trọng ngàm kéo thích hợp với kích thước mẫu thử; Kẹp mẫu vào ngàm kéo; Gắn giấy vẽ vào ru-lô, kiểm tra kim lực bút vẽ ru-lơ 1.5 Tiến hành thí nghiệm: • Mở valve gia tải: cho máy tăng lực kéo từ từ; • Theo dõi đồng hồ: đọc giá trị Pc & Pb (hoặc đọc biểu đồ); • Khi mẫu thử bị đứt: xả áp lực lấy mẫu thử 1.6 Tính tốn kết thí nghiệm: • Kết thí nghiệm ghi lại bảng sau: Mẫu thép L0 (mm) x (mm) N n 100 10 Xác định ‘chiều dài tính tốn’ mẫu thử sau đứt: • • Mẫu thép a) Trang Gọi: vị trí chỗ đứt; A vạch biên đoạn ngắn; Gọi x khoảng cách từ A đến 0:  Theo kết thí nghiệm cho ta thấy x = <  Gọi: N số khoảng chia mẫu => N =10;  Gọi: B điểm nằm vạch đoạn dài cho ”khoảng cách từ B đến nhỏ vạch so với khoảng cách từ A đến 0”;  Gọi n số khoảng chia AB => n =1;  Vì (N - n) = 10 – = số lẻ nên:  Điểm C nằm vạch cách điểm B khoảng chia;  Điểm D nằm vạch cách điểm C khoảng chia;  Các khoảng cách: LAB = 14 mm; LBC = 40 mm; LBD = 50 mm L1 = LAB + LBC + LBD = 104 mm L0 (mm) d0 (mm) L1 (mm) d1 (mm) 100 10 104 Tính độ giãn dài tương đối (δ): 5,5 Ptl (kN) Pc (kN) Pb (kN) 9.8 11,2 65,8 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Hình 1.4 : Mẫu thử sau đứt • b) Độ giãn dài tương đối: 104 − 100 100 δ = 100% = 100=4% Tính độ co thắt tỷ đối (ψ): • Đo đường kính d1 chỗ đứt => d1 = m • • • m Diện tích co thắt: F1 = = 38.48 mm; • Độ co thắt tỷ đối: π 10 72 −π 4 100 π 10 c) ψ = 100% = = 51% Tính giới hạn chảy (σc) giới hạn bền (σb): • • Diện tích mặt cắt ngang lúc đầu mẫu thử: F0 = d02 = 78,54 (mm2) Giới hạn chảy: σc = = 11,2.10 78,54 = 65.8.10 78,54 Giới hạn bền: σb = = Vẽ lại biểu đồ quan hệ (P – ∆L): • d) Trang 142,60 (MPa) =837,79 (MPa) BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Hình 1.5 : Biểu đồ quan hệ (P – ∆L) 1.7 Nhận xét, giải thích kết thí nghiệm: • Nhận xét dạng biểu đồ P-∆L:  Giai đoạn tỉ lệ (0-Ptl): Quan hệ P ∆L tuyến tính  Giai đoạn tỉ lệ (Ptl-Pch) : Lực Kéo P ∆L khơng tuyến tính Lúc P tăng chậm Thép biến dạng nhanh, tức ∆L biến dạng nhanh  Giai đoạn bền (Pch-Pb): Lúc lực kéo tiếp tục tăng đến mẫu thép thắt lại bị đứt • Một số tính chất học thép (vật liệu dẻo): - Trọng lượng nhẹ đa số kết cấu chịu lực khác - Do hàm lượng C thép thấp 2,06% nên thép có tính dẻo cao, độ cứng thấp - Giới hạn chảy, giới hạn bền giới hạn đàn hồi thép lớn - Khả chịu kéo, uốn cao - Cường độ chịu lực cao cơng trình làm thép có khả chịu tải lớn 1.8 Thí nghiệm kéo mẫu thép cốt bê-tơng (thép gân): • Trình tự thí nghiệm:  Xác định đường kính danh nghĩa (ϕ) mẫu thép;  Dùng thước thẳng đo chiều dài (l ) mẫu thép;  Dùng cân điện tử để xác định khối lượng (m) mẫu thép;  Khắc vạch mẫu: vạch cách 2,0ϕ; 2,5ϕ 5,0 ϕ (tùy theo đường kính ϕ); Chiều dài tính toán: L0 = 10 ϕ;  Gắn mẫu vào ngàm kéo thực bước (giống trường hợp kéo mẫu tròn trơn) • Tính tốn kết thí nghiệm:  Diện tích tiết diện ngang danh nghĩa: Fdn =  Diện tích tiết diện ngang thực tế: Ftt =  Ứng suất danh nghĩa:  Ứng suất chảy danh nghĩa: =  Ứng suất bền danh nghĩa: =  Ứng suất thực tế:  Ứng suất chảy thực tế: =  Ứng suất bền thực tế: = • Kết tính tốn trình bày bảng sau: (mm) Trang 10 m (g) L0 (mm) L (mm) L1 (mm) (mm2) (mm2) 176,4 100 300 137 78,54 78,47 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Pc (kN) Pb (kN) 25,1 51,39 σc (MPa) 319,58 319,87 σb (MPa) 654,31 σtl (%) 654,9 37 PHỤ LỤC Hình 1.1a: Ngàm kẹp Hình 1.1b: Phím điều khiển Hình 1.1: Máy kéo nén đa Hình 1.2: Bộ dụng cụ thí nghiệm Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Hình 1.3: Biểu đồ kéo thép Hình 1.4: Mẫu thép bị đứt Hình 1.5: Biểu đồ kéo thép gân Hình 1.6: Mẫu thép gân bị đứt Bài 2: THÍ NGHIỆM KÉO GANG 2.1 Mục đích thí nghiệm: • Tìm hiểu quan hệ lực (tải trọng) biến dạng kéo mẫu gang; • Xác định giới hạn bền chịu kéo () gang; Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU 2.2 Cơ sở lý thuyết: • Đồ thị biểu diễn quan hệ lực kéo (P) biến dạng dài (∆L) mẫu thí nghiệm kéo gang có dạng sau: Hình 2.1 Quan hệ P - ∆L kéo gang • Giới hạn bền kéo: = (2.1) 2.3 Mẫu thí nghiệm: • Theo TCVN 197-1985: mẫu có mặt cắt ngang hình tròn hình chữ nhật- tùy theo quy cách vật liệu cần thử (hình 1.2); Hình 2.2: Mẫu thí nghiệm kéo gang Hình 2.3: Khắc vạch lên mẫu thử • • Mẫu tiết diện tròn: L0 = 5.d0 hay 10.d0 (tùy mẫu ngắn hay dài) L = L0 + (0,5.d0 2,0.d0) Mẫu tiết diện chữ nhật: L0 = 5,65 hay 11,30 L = L0 + (1,5 2,5)  Quan hệ bề dày (t0) bề rộng (b0); chiều dài tính tốn (L0) mẫu tiết diện chữ nhật cho bảng sau: Chiều dày mẫu (t0) Trang Chiều rộng mẫu (b0) Chiều dài tính tốn (L0) BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU 0,5 mm t0 2,0 mm 12,5 mm 50,0 mm 2,0 mm t0 3,0 mm 20,0 mm 80,0 mm 3,0 mm < t0 8.t0 2.4 Thiết bị thí nghiệm: • Máy kéo đa (Capacity = 1000kN); • Thước kẹp có độ xác 0,02 mm; • Giấy vẽ biểu đồ (có chia lưới sẵn) 2.5 5,65hay 11,30 Chuẩn bị thí nghiệm: • Dùng dụng cụ chả thật bụi than đầu mẫu thử; • Đo d0 (mẫu tròn); • Chọn đối trọng thích hợp; • Điều chỉnh kim lực vị trí “0” đồng hồ; • Chọn ngàm kéo thích hợp với kích thước đầu ngàm mẫu; • Kẹp mẫu vào ngàm kéo; • Gắn giấy vẽ vào ru-lô, kiểm tra kim lực bút vẽ ru-lơ Tiến hành thí nghiệm: • Mở value gia tải: cho máy tăng lực kéo từ từ; • Theo dõi đồng hồ: đọc giá trị Pb.k (hoặc đọc biểu đồ); • Khi mẫu bị đứt: xã áp lực lấy mẫu thử 2.7 Tính tốn kết thí nghiệm: • Giới hạn bền kéo: : = • Kết thí nghiệm ghi lại bảng sau: 2.6 d0 (mm) (mm2) (kN) (MPa) 10 78,54 12,07 153.68 2.8 Nhận xét, giải thích kết thí nghiệm: • Nhận xét biểu đồ P-∆L:  Giai đoạn từ (0-Pb): P ∆L tuyến tính  Giai đoạn bền: P tăng nhanh đến giá trị cực đại bị đứt, biến dạng dài • Tính chất học gang (vật liệu giòn): - Do hàm lượng C gang chiếm 2,1% nên gang có độ cứng cao độ dẻo thấp, tính giòn cao - Điểm nóng chảy thấp, độ chảy lỗng tốt, dễ gia cơng, có khả chịu mài mòn, chịu oxi hóa cao, gang sử dụng nhiều chi tiết, lĩnh vực khác Trang 10 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU • • So sánh tính chất học thép (vật liệu dẻo) tính chất học gang (vật liệu giòn): - Gang thép hợp kim sắt (Fe) Cacbon (C) giống cấu tạo khác tỉ lệ thành phần Cacbon có hợp kim, điều làm nên khác rõ rệt tính chất học - Hàm lượng C gang chiếm từ 2,1% 4,3% nên gang có độ cứng cao, tính giòn cao độ dẻo thấp - Hàm lượng C thép chiếm từ 0,02% 2,06% nên thép có tính dẻo cao độ cứng thấp Trong xây dựng người ta thường sử dụng thép vì: - Các tiêu chí thép tính dẻo, tính đàn hồi, cường độ chịu lực phù hợp với kết cấu chịu lực lớn cơng trình xây dựng - Trọng lượng nhẹ đa số kết cấu chịu lực khác - Hình dạng kích thước tiết diện tương đối bé nên cơng trình thường có dáng dấp mảnh, nhẹ nhàng - Có tính cơng nghiệp hóa cao: sản xuất hồn tồn nhà máy, vận chuyển, lắp ráp dễ dàng, nahnh chóng - Tính đồng chất cao, tính chống thấm cao Đối với gang: Độ dẻo thấp, tính giòn cao nên sử dụng cơng trình xây dựng, xây dựng người ta thường sử dụng gang xám – có thành phần C dạng tự gang trắng không nên dung kết cấu tải trọng động, tải trọng lặp dễ bị phá hoại Bài 3: THÍ NGHIỆM NÉN THÉP Mục đích thí nghiệm: • Quan sát biến dạng mẫu thép chịu nén; • Xác định giới hạn chảy (σc) thép chịu nén (rất khó xác định) 3.2 Cơ sở lý thuyết: • Đồ thị biểu diễn quan hệ lực n-én (P) biến dạng dài (∆L) mẫu thí nghiệm nén thép có dạng sau: 3.1 Trang 11 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Hình 3.1-a: Quan hệ P - ∆L nén thép Hình 3.1-b: Mẫu thí nghiệm Giới hạn chảy thép chịu nén : = ; (3.1) 3.3 Mẫu thí nghiệm: • Mẫu có dạng trụ tròn (h 3.2) lăng trụ đa giác, với kích thước:  d0: đường kính ban đầu mẫu;  h0: chiều cao ban đầu mẫu; • Trong đó: Thiết bị thí nghiệm: • Máy kéo nén đa (Capacity = 1000kN); • Thước kẹp có độ xác 0,02 mm; • Giấy vẽ biểu đồ (có chia lưới sẵn) 3.5 Chuẩn bị thí nghiệm: • Đo d0 & h0; • Gắn điều chỉnh bàn nén; • Đặt mẫu vào bàn nén; điều chỉnh cho mẫu đứng thẳng tâm; • Chọn đối trọng thích hợp; • Điều chỉnh kim lực vị trí “0” đồng hồ; • Gắn giấy vẽ vào ru-lơ; • Kiểm tra kim lực bút vẽ ru-lơ 3.6 Tiến hành thí nghiệm: • Mở valve gia tải: cho máy tăng lực nén từ từ; • Quan sát biến dạng mẫu thép, mẫu bị co ngắn khoảng 50% xả áp lực & lấy mẫu 3.7 Kết thí nghiệm: • Hình dạng mẫu thử sau trình chịu lực: 3.4 • Kết thí nghiệm: (mm) (mm) (mm2) (kN) (MPa) 20 10 78.54 33.91 431.75 Trang 12 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU 3.8 Nhận xét, giải thích kết thí nghiệm: • Đánh giá tính chất học vật liệu thép chịu nén: Mẫu vật liệu dẻo (thép): Ta có giới hạn chảy σ cn = = 431.75 (MPa) dựa vào tiêu chuẩn vật liệu, mẫu thép thuộc loại thép tốt Trong trình nén việc xác định Pc khó khăn • So sánh với tính chất chịu kéo: Dựa vào kết thí nghiệm kéo nén thép, ta nhận thấy thép vật liệu chịu kéo nén tốt nhờ tính dẻo Khi bị nén, thép không bị phá huỷ đứt bị kéo Khả chịu nén cao thép phụ thuộc nhiều vào hàm lượng cacbon thép Bài 4: THÍ NGHIỆM nén GANG 4.1 Mục đích thí nghiệm: • Tìm hiểu quan hệ lực biến dạng nén gang; • Xác định giới hạn bền chịu nén () gang 4.2 Cơ sơ lý thuyết: • Đồ thị biểu diễn quan hệ lực nén (P) biến dạng dài (∆L) có dạng hình 4.1: Hình 4.1-a: Quan hệ P - ∆L nén gang; Hình 4.1-b: Mẫu thí nghiệm • Giới hạn bền chịu nén: = (4.1) 4.3 Mẫu thí nghiệm: • Mẫu có dạng trụ tròn (h 4.2) lăng trụ đa giác, với kích thước:  d0: đường kính ban đầu mẫu;  h0: chiều cao ban đầu mẫu; Trang 13 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Trong đó: Thiết bị thí nghiệm: • Máy kéo nén đa (Capacity = 1000kN); • Thước kẹp có độ xác 0,02 mm; • Giấy vẽ biểu đồ (có chia lưới sẵn) 4.5 Chuẩn bị thí nghiệm: • Đo d0 & h0; • Gắn điều chỉnh bàn nén; • Đặt mẫu vào bàn nén; điều chỉnh cho mẫu đứng thẳng tâm; • Chọn đối trọng thích hợp; • Điều chỉnh kim lực vị trí “0” đồng hồ; • Gắn giấy vẽ vào ru-lơ; • Kiểm tra kim lực bút vẽ ru-lơ 4.4 4.6 Tiến hành thí nghiệm: • Mở valve gia tải: cho máy tăng lực nén từ từ; • Theo dõi đồng hồ: đọc giá trị Pb.n (hoặc đọc biểu đồ); • Khi mẫu bị phá hoại dừng lại: xả áp lực lấy mẫu 4.7 Tính tốn kết quản thí nghiệm: • Hình dạng mẫu thử sau thí nghiệm: • 4.8 Nhận xét: Mẫu bị bể xiên 45° Kết thí nghiệm: (mm) (mm) (mm2) (kN) (MPa) 20 10 78.54 57.92 737.46 Nhận xét, giải thích kết thí nghiệm: • Trình bày tính vật liệu gang: - Gang có tính Trang 14 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Đặc Vật liệu điểm so sánh Giống Khác Gang Thép Đều hợp kim sắt cacbon Trong thành phần gang có nhiều cacbon thép Gang cứng, giòn khơng thể nén hay kéo thành sợi Trong thành phần thép có cacbon gang có số thành phần khác Thép có tính cứng, bền, dẻo khả chống gỉ (phụ thuộc vào thành phần) - Độ bền thấp, giới hạn bền < 350-400 MPa (thường nằm khoảng 150-350MPa) nửa thép thông dụng (1/3-1/5 thép hợp kim) - Độ dẻo thấp, xem vật liệu giòn So sánh tính chất gang thép: Từ thí nghiệm trên, ta thấy tính dẻo, độ bền thép vượt trội gang Tuy nhiên số giới hạn cụ thể người ta sử dụng gang thay thép cho thấy gang (vật liệu giòn) chịu nén tốt chịu kéo cúng sử dụng thích hợp kết cấu nén • Bài 5: THÍ NGHIỆM UỐN THÉP XÂY DỰNG 5.1 Mục đích thí nghiệm: Trang 15 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU • • 5.2 Kiểm tra, đánh giá tính vật liệu; So sánh với tiêu chuẩn sản phẩm công bố Bản chất phương pháp: • Mẫu thử (có tiết diện vng, chữ nhật, tròn) đem biến dạng dẻo xuong quanh gối uốn (búa uốn) đến đạt góc uốn định trước đến xuất vết nứt (hình 5.1) Hình 5.1: Sơ đồ thí nghiệm uốn Mẫu thí nghiệm: Theo TCVN 198-1985: • Chiều rộng mẫu thử (vng, chữ nhật hay đa giác):  Nếu vật liệu có chiều rộng ban đầu b0 20 mm lấy b = b0;  Nếu vật liệu có b0 > 20 mm gia cơng để có b = (20 50) mm, cho b = 2.a  Nếu vật liệu có a0 mm lấy a = a0; b 20 mm ( mm) • Chiều dày mẫu thử (vng, chữ nhật hay đa giác);  Khi a0 25 mm lấy a = a0;  Khi a0 >25 mm gia cơng để có a = 25mm; (Khi uốn: để mặt không bị gia cơng phía chịu kéo) • Đường kính mẫu thử (tròn):  Nếu d0 50 mm: lấy d =d0;  Nếu d > 50 mm gia công d = (20 50) mm; • Chiều dài mẫu thử:  Phụ thuộc bề dày (hoặc đường kính) mẫu thử cách tiến hành thử 5.4 Thiết bị thí nghiệm: • Máy kéo đa (Capacity = 1000kN); • Thước kẹp có độ xác 0,02 mm; • Thước thẳng kim loại, thước đo góc; • Các dụng cụ cần thiết 5.3 5.5 Tiến hành thí nghiệm: (mẫu thép cốt bê-tơng) • Chọn búa uốn (D) thích hợp với kích thước mẫu: D=(2,5 3,0).ϕ; • Gắn búa uốn vào máy; Trang 16 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Điều chỉnh khoảng cách gối đỡ; Mở máy, điều chỉnh cho búa uốn chạm vào mẫu thử; Gia tải từ từ để uốn mẫu đến góc 90 lấy mẫu ra, xem xét có vết nứt hay khơng; Nếu mẫu thử chưa nứt đặt mẫu vào uốn tiếp xuất vết nứt đến 180 • • • 5.6 Kết thí nghiệm: b (mm) 5.7 h (mm) 12 Ix (mm4) ∆Pi (N) 1296 δi (mm) ∆fi (mm) Ei (MPa) 0,046 0,046 22.104 0,094 0,0473 21,7.104 0,139 0,045 22,8.104 0,187 0,048 21,4.104 0,236 0,048 21,4.104 E (MPa) 21,86.104 Nhận xét, giải thích kết thí nghiệm: • Thí nghiệm uốn thép cường lực sử dụng để kiểm tra độ dẻo Mẫu khơng giảm độ bền khơng phép dò thấy điểm nứt thơng qua kiểm tra giác quan Nhiều đế đỡ khuôn tròn khác xác định, phụ thuộc vào tiêu chuẩn, góc uốn theo quy luật góc 90° 180° • Do thép có khả chịu uốn lớn nên xây dựng người ta hay sử dụng thép bẻ cong từ thép thẳng thành khung hình chữ nhật, hình tròn, hình chữ U… Bài 6: XÁC ĐỊNH MODULE ĐÀN HỒI CỦA THÉP 6.1 Mục đích thí nghiệm: • Xác định module đàn hồi (E) thép; • So sánh với giá trị E học 6.2 Cơ sở lý thuyết: • Xét dầm console chịu lực hình 6.1:  Độ võng vị trí đặt tải trọng: = (6.1)  Module đàn hồi tính: E= (6.2) Trong đó: Ix = : moment quán tính tiết diện; Trang 17 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU L: chiều dài nhịp tính tốn; b, h: kích thước t/d ngang; Hình 6.1: Sơ đồ thí nghiệm 6.3 Mẫu thí nghiệm: • Mẫu chế tạo thép CT3 cán nóng, có tiết diện ngang hình chữ nhật (bh) hình 6.2 • Chiều dài nhịp tính tốn (L) khoảng cách từ vị trí có tiết diện khơng đổi (“ngàm”) đến vị trí đặt lực Nên chọn L bội số 10 mm (để thuận tiện tính tốn) Hình 6.2: Mẫu thí nghiệm 6.4 Thiết bị thí nghiệm: • Bộ khung thí nghiệm có gắn sẵn mẫu thí nghiệm; • Thước kẹp có độ xác 0,02; • Thước thẳng kim loại (hợp kim); • Đồng hồ đo biến dạng có độ xác 1/1000 mm; • Các dụng cụ phụ trợ khác: kẹp, giá đỡ … 6.5 Chuẩn bị; tiến hành thí nghiệm: • Dùng thước kẹp đo kích thước tiết diện ngang; • Gắn đồng hồ đo biến dạng vào giá đỡ; • Dùng thước thẳng đo chiều dài nhịp; • Lắp thiết bị treo tải vào mẫu thử đọc (ghi lại) số đồng hồ đo biến dạng: (δ0); • Đặt cân vào vị trí treo tải (mỗi cân có trọng lượng 5N) đọc (ghi lại) số đồng hồ đo biến dạng: (δ1); • Đặt tiếp cân thứ hai lên giá treo tải đọc (ghi lại) số đồng hồ đo biến dạng: (δ2); Trang 18 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU • Tiếp tục q trình (đến hết cân) 6.6 Kết thí nghiệm: - Số gia độ võng: chép tài liệu - Mô đun đàn hồi: b (mm) h(mm) 6.7 Nhận xét kết thí nghiệm: • Nhận xét độ lớn, trị số kết tìm được: - Với vật liệu thép,theo lý thuyết Elt=200000MPa ,như đo lớn Elt nguyên nhân sai số • Giải thích ngun nhân sai số có: - Trang 19 Khi đo đường kính chiều dài mang tính tương đối Chuyền vị bé,trang thiết bị khó xác Làm tròn số liệu tính tốn BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Bài 7: XÁC ĐỊNH MODULE CHỐNG TRƯỢT CỦA THÉP 7.1 Mục đích thí nghiệm: • Xác định module chống trượt (G) thép; • So sánh với giá trị G công bố 7.2 Cơ sở lý thuyết: • Khi xoắn túy có mặt cắt ngang hình tròn, góc xoắn tương đối mặt cắt A, B cách đoạn LAB tính sau: φAB = Jp = (7.1) Trong đó: Mz: moment xoắn (hằng số chiều dài AB), Jp: moment quán tính tâm tiết diện ngang, G: module chống trượt vật liệu, LAB: khoảng cách mặt cắt xét • Từ quan hệ trên, tính G đo giá trị lại 7.3 Mẫu thí nghiệm: • Hệ thống thí nghiệm bố trí hình 7.1: Hình 7.1: Sơ đồ thí nghiệm • Mẫu thí nghiệm [1] thép có tiết diện tròn; đầu mẫu kẹp chặt vào ngàm, đầu nằm ổ bi (bạc đạn [2]) nên xoay tự Trang 20 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU được; đầu thừa mẫu gắn ngang (console [3]), đầu console treo cân để tạo moment xoắn [1], • Trong khoảng từ ngàm đến ổ bi có gắn ngang (console [4]), • Các đồng hồ đo biến dạng (chuyển vị kế [5]) gắn gắn console [4]) 7.4 Thiết bị thí nghiệm: • Bộ khung thí nghiệm có gắn sẵn mẫu; • Thước kẹp có độ xác 0,02 mm; • Thước thẳng kim loại (hợp kim); • Đồng hồ đo biến dạng có độ xác 1/1000 mm; • Các dụng cụ phụ trợ khác: kẹp, giá đỡ … 7.5 Chuẩn bị; tiến hành thí nghiệm: • Dùng thước kẹp đo đường kính mẫu thử, • Gắn đồng hồ đo biến dạng vào giá đỡ, • Dùng thước thẳng đo khoảng cách A B (LAB), • Đo khoảng cách từ trục mẫu [1] đến vị trí đồng hồ đo biến dạng (a), • Đo khoảng cách từ trục mẫu [1] đến vị trí treo cân (b), • Lắp thiết bị treo tải vào đầu console [3] đọc (ghi lại) số đồng hồ đo biến dạng: (δA,0 δB,0); • Đặt cân vào vị trí treo tải (mỗi cân có trọng lượng 10N) đọc (ghi lại) số hai đồng hồ đo biến dạng: (δA,1 δB,1) • Đặt tiếp cân thứ hai lên giá treo tải đọc (ghi lại) số đồng hồ đo biến dạng: (δA,2 δB,2) • Tiếp tục q trình (cho đến hết cân) LAB (mm) d0 (mm) a (mm) b (mm) Jb (mm4) Pi (N) Pib (N.mm) 300 251327.4 1500 300 40 200 7.6 Kết thí nghiệm: δA,i (mm) φA,i (rad) δA,0 = 0 δA,1 = 6,5.10-3 3,25.10-5 δA,2 = 0.0145 4.10-5 δA,3 = 0.024 δA,4 = 0.0325 4.75.10-5 4.25.10-5 Trang 21 δB,i (mm) φB,i (rad) δB,0 = 0 δB,1 = 2.5.10- 1,25.10-5 δB,2 = 5.5.10- 1,5.10-5 -5 δB,3 = 0.011 2,75.10 δB,4 = 0.0145 1,75.10-5 φAB,i (rad) Gi (MPa) G (MPa) 82362.7 0 12 -5 2.10 89524.7 2,5.10-5 2.10-5 2.5.10-5 71619.7 89524.7 71619.7 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU δA,5 = 0.042 4.75.10-5 δB,5 = 0,02 2,75.10-5 2.10-5 89524.7 7.7 Nhận xét kết thí nghiệm: • Nhận xét so sánh độ lớn G tìm với lý thuyết: - • Với vật liệu thép theo lý thuyết G lt = 80000MPa, G đo lớn nguyên nhân sai số Giải thích nguyên nhân sai số: - Khi đo đường kính chiều dài mang tính tương đối - Chuyển vị bé trang thiết bị khó xác - Làm tròn số liệu tính tốn Trang 22 ... • Kết thí nghiệm: (mm) (mm) (mm2) (kN) (MPa) 20 10 78.54 33.91 431.75 Trang 12 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU 3.8 Nhận xét, giải thích kết thí nghiệm: • Đánh giá tính chất học vật liệu thép... Mẫu thí nghiệm Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU • Theo TCVN 197-1985 : mẫu có mặt cắt ngang hình tròn hình chữ nhật- tùy theo quy cách vật liệu cần thử (hình 1.2); Hình 1.2: Mẫu thí nghiệm. .. thích hợp kết cấu nén • Bài 5: THÍ NGHIỆM UỐN THÉP XÂY DỰNG 5.1 Mục đích thí nghiệm: Trang 15 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU • • 5.2 Kiểm tra, đánh giá tính vật liệu; So sánh với tiêu chuẩn