Dragprov

Dragprovet är det viktigaste och mest använda av alla hållsfastighetsprov. Det är ett statiskt prov (i motsats till slagprov eller utmattningsprov). De hållfasthetsegenskaper som bestämms vid dragprovetligger i första hand till grund för beräkning av hållfastheten mot statiska påkänningar.

Man använder provstycken av enkel form. I vårt fall har vi plattsprovstycken med en försökslängd l = 82,0 mm mellan skallarna och en bredd b= 3,90 mm. De flesta metaller i lådan har en tjocklek på 3 mils = 0,003 tum = 0,076 mm. (Amerikanska grejer.)

För små spänningar eller tryck är spänningen och töjningen proportionella mot varandra. Materialets form-ändring är elastisk: om spänningen tas bort, får provstycket sin ursprungslängd tillbaka. Ur den delen av kurvan kan man bestämma elasticitetsmodulen, särskilt Youngs modul:

Y = σ/ε = (F/A)/(Δl/l) ,

där σ är spänning eller tryck (kraft F per area A) och ε är töjningen Δl/l.

Proportionalitetsgränsen σp är den högsta spänning intill vilken provstaven spänning och töjning är praktiskt taget proportionella. Ofta sammanfallar den med elasticitetsgränsen: om kraften överstiger proportionalitetsgränser, brukar inte formförändringen helt gå tillbaka. Eftersom gränsen ofta inte är särskilt tydlig, har man infört resttöjningsgränsen. T ex betecknar σ0,01 den högsta spänning intill vilken den permanenta töjningen efter avlastning uppgår till 0,01 %.

Nästan synonym med elasticitetsgräns är flytgräns σf definierad som den spänning vid vilken begynnande flytning hos materialet inträder. Först då flytgränsen nåtts börjar den permanenta formändringen bli av någon egentlig betydelse. Flytgränsen vid dragning kallas sträckgräns och betecknas σs, flytgränsen vid tryck kallas stukgräns och betecknas σst.

Sedan har man brottgräns, den under provningen använda högsta belastningen, dividerad med provets ursprungliga tvärsnitt. Hos provstycken av mjuka material ser man, innan brott inträffar, en insnörpning eller kontraktion. När provstången börjar anta en dylik insnörpning, erfordras även lägre belastning än tidigare för sträckning av provet.

Till slut har vi brottöjningen eller förlängningen δ. Det är provstavens töjning mätt efter brottet på viss mätlängd symmetrisk kring brottstället. Eftersom töjningen är störst närmast brottstället, får man större värden vid val av kortare mätlängder. Hur man än mäter, så är det ett mått på materialets plasticitetet och seghet, och speciellt på tänjbarhet (seghet vid dragande krafter).

Genomförande

Uppställningen är klar: sensorerna är monterade på plattan och kopplade till Science Workshop interface. Töjningen mäts med en Rotary Motion Sensor som ger en puls till en digital ingång för varje grads vridning. Spänningen mäts på en analog ingång med en Force Sensor. Den får inte utsättas för större krafter än 50 N. Men vi mäter genom en hävstång, så att kraften på provstycket är 5 gångar så stor.

Vi samlar och bearbetar data med mjukvaran DataStudio. Det finns tre sätt att gå tillväga:

Börja från scratch

Inställningar i mjukvara

Kalibreringskurva

Vid dragprov är det inte bara provstycket som blir utsatt för krafter. Även maskinen böjs något, och den uppmätta längdändringen är summan av prostyckets förlängning och maskinens böjning. Man korrigera för det genom en mätning på en massiv stålstång. Dessutom är det ett bra sätt att kunna ta data utan att det går åt en massa provstycken.

Förberade uträkningar

Samla data

Analysera data

Referenser

[Upp till kurssidan] [Tillbaka till Röntgenlabbet] [Vidare till motståndslabbet]