Tải bản đầy đủ
a. Trước khi thí nghiệm:

a. Trước khi thí nghiệm:

Tải bản đầy đủ

Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng

GVHD: Thầy Trương Văn Chính

10
78
12.95
0.144
11
80
14.24
0.158
12
82
15.03
0.167
13
85
16.55
0.184
14
86
18.6
0.207
15
90
20.1
0.223
16
91
23.4
0.26
17
92
26.6
0.295
18
93
28.35
0.315
19
93
31.7
0.352
20
93
32.1
0.357
21
93
34.0
0.377
22
93
38.15
0.424
23
94
41.6
0.462
24
90
45.3
0.503
25
85
46.85
0.521
3. Vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ giữa ứng suất và biến dạng

0.4512
0.5590
0.5730
0.5939
0.6010
0.6289
0.6359
0.6429
0.6499
0.6499
0.6499
0.6499
0.6499
0.6568
0.5939
0.5590

BIỂU ĐỒ NÀY ANH CÓ GỞI KÈM THEO FILE EXCEL NHẬP THÔNG
SỐ VÀ XUẤT BIỂU ĐỒ QUAN HỆ! EM CẬP NHẬT THEO SỐ LIỆU GHI
ĐƯỢC HÔM TRƯỚC VÀ NHẬP LẠI ĐỂ RA BIỂU ĐỒ CHO NHÓM! LƯU
Ý CÁC THÔNG SỐ NẾU BẤT LỢI CÓ THỂ MA SỐ ĐỂ KẾT QUẢ ĐƯỢC
ĐẸP!
4. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu:
P
9100
σ dh = dh =
= 6359( KG / cm 2 )
F0 1,431
− Giới hạn đàn hồi:
P
9300
σ ch = ch =
= 6499( KG / cm 2 )
F0 1,431
− Giới hạn chảy:
P
6568
σb = b =
= 6568( KG / cm 2 )
F0 1,431
− Giới hạn bền:

E = tan α =
− Modun đàn hồi

ψ =

σ dh 6359
=
= 14720,5( KG / cm 2 )
εz
0.432

( F0 − F1 )
(143,1 − 106,91)
100% =
= 92,38%
F0
143,1

− Độ thắt tỉ đối
5. Nhận xét và kết luận quá trình kéo mẫu:

Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
Trang 5

Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng

GVHD: Thầy Trương Văn Chính

Hình thực tế thí nghiệm mẫu trước và
sau khi bị phá hoại, em cứ gán hình vào
đây!

Trong thí nghiệm kéo thép ta vẽ được Đường cong biểu đồ σz – εz gồm các đoạn sau:
− Đoạn từ O đến A, tương ứng với ứng suất từ 0 đến khoảng 9100 KG/cm 2, gần như

là một đường thẳng. Trong giai đoạn này , ứng suất và biến dạng có quan hệ gần
như là tuyến tính, vật liệu làm việc tuân theo định luật (Hook): σ = Eε, trong đó
môdun đàn hồi E là hệ số góc của đường thẳng OA. Đối với mẫu thép thí nghiệm
có E = 14720,35 (kG/cm 2). Biến dạng cũng tăng từ 0 đến 23.4 mm, εz = 25,67%.
Giai đoạn này gọi là giai đoạn tỷ lệ; ứng suất tương ứng với điểm A gọi là giới
hạn tỷ lệ σtl. Bên trên điểm A một chút cho tới điểm A’ có σz = 6429 KG/cm2,
đường thẳng hơi cong đi, không còn giai đoạn tỷ lệ nữa, nhưng thép vẫn làm việc
đàn hồi, nghĩa là biến dạng sẽ hoàn toàn mất đi khi không còn tải trọng. Ứng suất
tương ứng với điểm A’ gọi là giới hạn đàn hồi σ đh là giới hạn của vùng làm việc
đàn hồi của thép. Thực tế, σ đh khác rất ít với σtl nên nhiều khi người ta đồng nhất
hai giai đoạn làm việc này.
− Đoạn từ A’- B, là một đường cong rõ rệt. Thép không còn làm việc đàn hồi nữa,
mô đun đàn hồi E giảm dần đến bằng 0 ở điểm B, ứng với ứng suất chừng σz =
6499 kG/cm2. Giai đoạn này gọi là giai đoạn đàn hồi - dẻo.
− Đoạn từ B-C hầu như là đoạn nằm ngang, gọi là giai đoạn chảy dẻo. Biến dạng
vẫn tăng trong khi ứng suất không đổi. Đoạn nằm ngang ứng với biến dạng từ ε =
31.5% đến ε = 42.4% được gọi là thềm chảy. Ứng suất tương ứng với giai đoạn
chảy dẻo gọi là giới hạn chảy σch.
− Đoạn C-D quá giai đoạn chảy (quá trị số biến dạng ε = 11% đối với mẫu thép thí
nghiệm), thép không chảy nữa và có thể chịu được lực. Thép như được gia cường,
nên giai đoạn này gọi là giai đoạn củng cố. Quan hệ ứng suất – biến dạng là một
đường cong thoải, biến dạng tăng nhanh theo kiểu biến dạng dẻo. Mẫu thép bị thắt
lại, tiết diện bị thu nhỏ và bị kéo đứt ứng với ứng suất tại điểm D, lúc này P
khoảng 9400 kG và σ = 6568 kG/cm2. Ứng suất này gọi là giới hạn bền. Biến dạng
kéo đứt rất lớn Δl = 41.6 mm, εo = 46,2%. Trong thí nghiệm trên ta khó nhận thấy
được giai đoạn này do thanh thép hình thành eo thắt và bị đứt quá nhanh.
Mặt khác,độ thắt tỉ đối

ψ

= 92,38% cho thấy độ dẻo của mẫu thép tương đối cao.

 Thép là một vật liệu chịu kéo tốt, biến dạng tương đối lớn lúc vật liệu bị phá hoại.
Qua thí nghiệm trên ta cũng thực nghiệm được lý thiết tính toán:
− Khi

σ ≤ σ dh −

dùng lý thuyết đàn hồi, với E = const

Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
Trang 6

Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng

− Khi
− Khi

σ dh < σ < σ ch −
σ = σ ch −

GVHD: Thầy Trương Văn Chính

dùng lý thuyết đàn hồi dẻo, với E # const

dùng lý thuyết dẻo. Lý thuyết này xét sự làm việc của vật liệu trong
vùng chảy dẻo, với trị số giới hạn của ứng suất chảy σ ch. Vật liệu thép được tận
dụng nhất.

Qua thí nghiệm này cho kết quả giới hạn đàn hồi, chảy và bền của mẫu thép khá cao. Tuy
nhiên ở giai đoạn đàn hồi tương ứng với ứng suất từ 0 đến khoảng 9100 daN/cm 2, ứng
suất và biến dạng có quan hệ chưa thực sự tăng tuyến tính như lý thuyết, biến dạng
tướng đối lớn đạt εz = 25,67%. Giải thích điều này là do trong mẫu thép khi chịu kéo đã
phát sinh biến dạng dẻo trong giai đoạn này.
Với thép cacbon thông thường E = 2.06×106 (kG/cm2), Ethí nghiệm = 14720,35(kG/cm2), nhỏ
hơn gần 139,9 lần.
Một số nguyên nhân dẫn đến sự sai lệch trên là:
Trong quá trình thí nghiệm: đọc các số liệu chưa chính xác có sự sai xót, có thể
máy thí nghiệm không đạt chuẩn.
 Điều kiện thí nghiệm: Tốc độ gia tải khi thí nghiệm, hình dáng kích thước mẫu,
tính chất mặt tiếp xúc giữa mẫu và máy kéo chưa tuần thủ chặt chẽ theo tiêu
chuẩn.


Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
Trang 7

Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng

GVHD: Thầy Trương Văn Chính

BÀI 2: THÍ NGHIỆM KÉO GANG (VẬT LIỆU DÒN)
1. Kích thước mẫu:

Trước khi thí nghiệm (mẫu hình trụ):

a.

− Chiều dài: Lo = 90 mm
− Đường kính : do, trung bình = 18 mm
π .d 02,tb
F0 =
= 254,34mm 2 .
4
− Diện tích tiết diện :
b.

Sau khi thí nghiệm:




2.

Chiều dài: L1 = 97,4 mm
Đường kính : d1 = do = 18 mm
Diện tích tiết diện : F1 = F0 = 254,34 mm2
Các số liệu, kết quả thí nghiệm:

Cấp tải trọng N
Độ giãn dài ∆L
εz = ∆L/Lo
σ = N/Fo
(kN)
(mm)
(Const)
(kN/mm2)
1
0
0
0
0
2
10
0.03
0.00033
0.0393
3
15
1.95
0.02167
0.0589
4
20
3.30
0.03667
0.0786
5
25
4.05
0.0450
0.0983
6
30
4.6
0.05111
0.1179
7
40
5.5
0.06111
0.1577
8
50
6.45
0.07167
0.1966
9
60
7.4
0.08222
0.2359
BIỂU ĐỒ NÀY ANH CÓ GỞI KÈM THEO FILE EXCEL NHẬP THÔNG
SỐ VÀ XUẤT BIỂU ĐỒ QUAN HỆ! EM CẬP NHẬT THEO SỐ LIỆU GHI
ĐƯỢC HÔM TRƯỚC VÀ NHẬP LẠI ĐỂ RA BIỂU ĐỒ CHO NHÓM! LƯU
Ý CÁC THÔNG SỐ NẾU BẤT LỢI CÓ THỂ MA SỐ ĐỂ KẾT QUẢ ĐƯỢC
ĐẸP!

STT

3. Vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ giữa ứng suất và biến dạng:

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI
CỦA THÍ NGHIỆM KÉO MẪU GANG

Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
Trang 8

Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng

GVHD: Thầy Trương Văn Chính

4. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu:
P
6000
σb = b =
= 2359,05( KG / cm 2 )
F0 2,5434
− Giới hạn bền:
− Modun đàn hồi: không xác định

ψ=

( F0 − F1 )
× 100 0 0 ≈ 0
F0

− Độ thắt tỉ đối
5. Nhận xét và kết luận quá trình kéo mẫu:

Hình thực tế thí nghiệm mẫu trước và
sau khi bị phá hoại, em cứ gán hình
vào đây!

− Khi thí nghiệm kéo gang, do là vật liệu dòn nên thí nghiệm diễn ra nhanh hơn thí








nghiệm kéo thép, không trải qua những giai đoạn như kéo thép. Biểu đồ kéo gang σz
- εz xem như một đường cong liên tục và kết thúc tại lúc mẫu bị đứt.
Vật liệu không có giới hạn tỉ lệ và giới hạn chảy mà chỉ có giới hạn bền.
Khi tăng tải thì chuyển vị cũng tăng đến mức tải Pb = 6000 (KG) với biến dạng dài
7.4 (mm) ứng với εz = 8,222% thì thanh gang bị đứt đột ngột. Ngay tại vị trí đứt gãy
ấy hầu như không tạo ra eo thắt và đường kính không thay đổi, không có nút thắt
như thí nghiệm kéo thép.
Các trị số đặc trưng cho tính dẻo của vật liệu rất bé. Do vậy có thể kết luận: gang là
vật liệu dòn hầu như không có tính dẻo (chịu kéo kém) và bị phá hủy đột ngột
trong khi khả năng biến dạng nhỏ.
Một số hạn chế mắc phải khi thí nghiệm:
+ Trong quá trình thí nghiệm: đọc các số liệu chưa chính xác có sự sai xót, có thể
máy thí nghiệm không đạt chuẩn.
+ Điều kiện thí nghiệm: Tốc độ gia tải khi thí nghiệm, hình dáng kích thước mẫu,
tính chất mặt tiếp xúc giữa mẫu và máy kéo chưa tuần thủ chặt chẽ theo tiêu
chuẩn.

Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
Trang 9