Báo cáo thí nghiệm môn sức bền vật liệu bài 1 thí nghiệm kéo thép

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHGVHD : ThS. Đặng Duy Linh</b>

<b>TP. Hờ Chí Minh , tháng 1 năm 2024</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

4.1. Xác định giới hạn chảy và giới hạn bền...7

4.2. Xác định độ dãn dài tương đối 𝜺...14

5. Nhận xét chung thí nghiệm kéo thép:...14

BÀI 2. XÁC ĐỊNH MƠ ĐUN ĐÀN HỒI E CỦA THÉP...15

- Làm quen với thiết bị và phương pháp thí nghiệm

- Đánh giá mối quan hệ giữa tải trọng và biến dạng khi kéo mẫu thép. - Xác định đặc trưng cơ học của thép:

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<i>Thước kẹp</i>

<i>Thước thẳng</i>

- Cân kỹ thuật.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

- Dụng cụ kẻ vạch (để chia khoảng) lên mẫu . - Máy kéo - nén thủy lực WAW-1000E

- Đường kính thanh thép: 𝛟16 – 𝛟60.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

- <b>Bước 2: Xác định chiều dài mẫu thép, cân trọng lượng mẫu thép ( dùng để xác định</b>

đường kính tương đương d<small>tđ</small> khi tính tốn) .

- <b>Bước 3: Dùng thước thép đo chiều dài L</b><small>0</small> (bằng khoảng cách giữa 2 ngàm).

- <b>Bước 4: Theo dõi quá trình tăng tải và biến dạng của mẫu, ghi lại các số liệu hiển thị trên</b>

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

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<i>Hình 1.1. Đo chiều dài mẫu thép</i>

<i>Hình 1.2. Cân mẫu thép</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i>Hình 1.3. Kẹp mẫu thép vào máy kéo thép</i>

<i>Hình 1.4. Thanh thép bị máy kéo đứt</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

 Trước khi kéo: Chiều dài L<small>0</small>= 548 mm  Sau khi kéo: Chiều dài L<small>1</small>= 594 mm - Đường kính tương đương:

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>Bi uểu đồ kéo thép c aủa m uẫu 1 Nh nận xét quá trình kéo m u:ẫu</b>

-Đầu tiên, kẹp mẫu thép vào máy kéo thép và bắt đầu tăng lực kéo, ở giai đoạn thứ nhất khi tải tác dụng lên mẫu từ 0 – 88 kN thì lực và biến dạng của mẫu tăng cùng nhau, đồ thị lúc này có dạng là một đường thẳng. Đây là giai đoạn đàn hồi của mẫu.

-Tiếp theo, khi ta tăng tải tác dụng lên mẫu thì hệ số biến dạng tăng cao nhưng tải trọng tăng ít, đồ thị lúc này có dạng một đường cong lên xuống theo phương ngang của biểu đồ, đây là

<b>giai đoạn chảy ứng với tải trọng khoảng 102,6 kN, giới hạn chảy là 5400 (daN/cm<small>2</small>).</b>

-Khi tăng tải lần 3 thì trên biểu đồ thấy được hệ số tải trọng và hệ số biến dạng của mẫu tăng cao đột biến, đồ thị lúc này có dạng là một đường cong, đây là giai đoạn tái bền của mẫu với

<b>tải trọng lớn nhất khoảng 122 kN và giới hạn bền là 6330 (daN/cm<small>2</small>). Lúc này mẫu đã bắt đầu</b>

xuất hiện dấu vết phá hoại.

-Tăng tải lần 4 thì trên biểu đồ hệ số tải trọng bắt đầu lên xuống còn hệ số biến dạng vẫn tiếp tục tăng, 1 lúc sau thì có tiếng nổ và mẫu bị đứt tại vị trí bị phá hoại ở giai đoạn tăng tải lần 3.

<b>-Khi đo mẫu lại thì chiều dài của mẫu thép tăng thêm 46 mm, tổng chiều dài của mẫu là 595mm</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

 <b>M UẪU 2:</b>

- Kích thước mẫu 2:

 Trước khi kéo: Chiều dài L<small>0</small>= 553,5 mm  Sau khi kéo: Chiều dài L<small>2</small>= 629,58 mm - Đường kính tương đương:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>Nh nận xét quá trình kéo m u:ẫu</b>

-Đầu tiên, kẹp mẫu thép vào máy kéo thép và bắt đầu tăng lực kéo, ở giai đoạn thứ nhất khi tải tác dụng lên mẫu từ 0 – 88 kN thì lực và biến dạng của mẫu tăng cùng nhau, đồ thị lúc này có dạng là một đường thẳng. Đây là giai đoạn đàn hồi của mẫu.

-Tiếp theo, khi ta tăng tải tác dụng lên mẫu thì hệ số biến dạng tăng cao nhưng tải trọng tăng ít, đồ thị lúc này có dạng một đường cong lên xuống theo phương ngang của biểu đồ, đây là

<b>giai đoạn chảy ứng với tải trọng khoảng 67,4 kN, giới hạn chảy là 3500 (daN/cm<small>2</small>).</b>

-Khi tăng tải lần 3 thì trên biểu đồ thấy được hệ số tải trọng và hệ số biến dạng của mẫu tăng cao đột biến, đồ thị lúc này có dạng là một đường cong, đây là giai đoạn tái bền của mẫu

<b>với tải trọng lớn nhất khoảng 122,5kN và giới hạn bền là 6400 (daN/cm<small>2</small>). Lúc này mẫu đã</b>

bắt đầu xuất hiện dấu vết phá hoại.

-Tăng tải lần 4 thì trên biểu đồ hệ số tải trọng bắt đầu lên xuống còn hệ số biến dạng vẫn tiếp tục tăng, 1 lúc sau thì có tiếng nổ và mẫu bị đứt tại vị trí bị phá hoại ở giai đoạn tăng tải lần 3.

<b>-Khi đo mẫu lại thì chiều dài của mẫu thép tăng thêm 45 mm, tổng chiều dài của mẫu là 594 mm</b>

 <b>M UẪU 3:</b>

- Kích thước mẫu 3:

 Trước khi kéo: Chiều dài L<small>0</small>= 555 mm  Sau khi kéo: Chiều dài L<small>3</small>= 647,9 mm - Đường kính tương đương:

<b>Bi uểu đồ kéo thép c aủa m uẫu 3 Nh nận xét quá trình kéo m u:ẫu</b>

-Đầu tiên, kẹp mẫu thép vào máy kéo thép và bắt đầu tăng lực kéo, ở giai đoạn thứ nhất khi

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

tải tác dụng lên mẫu từ 0 – 98 kN thì lực và biến dạng của mẫu tăng cùng nhau, đồ thị lúc này có dạng là một đường thẳng. Đây là giai đoạn đàn hồi của mẫu. -Tiếp theo, khi ta tăng tải tác dụng lên mẫu thì hệ số biến dạng tăng cao nhưng tải trọng tăng ít, đồ thị lúc này có dạng một đường cong lên xuống theo phương ngang của biểu đồ, đây là giai đoạn chảy ứng với tải trọng khoảng

<b>98 kN, giới hạn chảy là 5330 (daN/cm<small>2</small>).</b>

-Khi tăng tải lần 3 thì trên biểu đồ thấy được hệ số tải trọng và hệ số biến dạng của mẫu tăng cao đột biến, đồ thị lúc này có dạng là một đường cong, đây là giai đoạn tái bền của mẫu với tải trọng lớn nhất khoảng 𝟏27,3 kN và giới hạn bền là

<b>6900 (daN/cm<small>2</small>). Lúc này mẫu đã bắt đầu xuất hiện dấu vết phá hoại.</b>

-Tăng tải lần 4 thì trên biểu đồ hệ số tải trọng bắt đầu lên xuống còn hệ số biến dạng vẫn tiếp tục tăng, 1 lúc sau thì có tiếng nổ và mẫu bị đứt tại vị trí bị phá hoại ở giai đoạn tăng tải lần

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>5.Nh nận xét chung thí nghi mệm: kéo thép:</b>

- Qua ba thí nghiệm đã thực hiện như trên cho thấy các mẫu thép khi bị kéo đều qua 3 giai đoạn: đàn hồi, chảy dẻo, và tái bền.

- Thép là vật liệu dẻo chịu kéo tốt.

- Các kết quả chứng minh được thực tiễn và lý thuyết là hoàn toàn phù hợp.

- Tuy nhiên trong các đồ thị có vài vị trí sai khác không đáng kể do nhiều nguyên nhân: sai số do người đọc số liệu, do trang thiết bị,…

<b>BÀI 2.XÁC Đ NHỊNH MÔ ĐUN ĐÀN H IỒI E C AỦA THÉP</b> - Máy kéo-nén thủy lực

- Cân điện tử, thiết bị đo biến dạng (sử dụng phần mềm trên máy tính có kết nối với máy kéo – nén thủy lực)

<b>3.Các bước ti ncết hành:</b>

Thí nghiêm này lặp lại các trình tự như thí nghiệm kéo thép bài 1.

<b>+ Bước 1: Xác định đường kính gân dọc, đường kính gân xiên, đường kính lõi và bước</b>

<b>+ Bước 2: Xác định chiều dài mẫu thép, cân trọng lượng mẫu thép để xác định đường</b>

kính tương đương khi tính tốn.

<b>+ Bước 3: Khắc vạch lên mẫu thử với khoảng cách gấp 5 lần đường kính danh nghĩa.+ Bước 4: Theo dõi q trình tăng tải và biến dạng của mẫu, ghi lại các số liệu hiển thị</b>

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

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<b>+ Bước 5: Xác định các giá trị σ</b><small>1</small>, σ<small>2,</small> ε<small>1</small> , ε<small>2</small> của 2 điểm bất kỳ trong miền đàn hồi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

- Lấy 6 điểm trong miền đàn hồi, dựa vào biểu đồ ta biết được ứng suất tại 2 điểm trong miền đàn hồi ấy và biến dạng tương đối của 2 mẫu thép tại 2 điểm đó. Ta thấy biến dạng tương đối tăng lên theo các lần gia tải.

- Từ đó Modun đàn hồi được xác định theo quan hệ ứng suất và biến dạng theo quy luật

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

- Qua các lần gia tải ta thấy modun đàn hồi E giảm xuống ( lần 1 là 58333 Mpa, lần 2 là 26000 Mpa, lần 1 là 4727 Mpa) Modun đàn hồi thay đổi khi diện tích và đường kính thay đổi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>BÀI 3.ỔN Đ NHNỊNH THANH CH UỊNH NÉN</b>

<b>1.M cục đích thí nghi m:ệm:</b>

- Xác định lực tới hạn khi nén đúng tâm một thanh - Xác định mô đun đàn hồi E của vật liệu

- Ảnh hưởng của chiều dài tới lực tới hạn của thanh

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

𝑃 𝑃 𝑃 𝑃

- Tăng tải từ từ cho tới khi giá trị tải trọng trên bảng điện tử đạt tới giá trị tới hạn. - Tính tốn mơ đun đàn hồi của vật liệu.

- Tiến hành quá trình thí nghiệm cho các thanh với các chiều dài khác nhau.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<b>C MẢM NH NẬN SAU TH IỜI GIAN TH CỰC HÀNH</b>

- Qua những bài thí nghiệm thì em đã hiểu và biết thêm cách để sử dụng và vận hành máy móc ( máy kéo thép, máy nén làm uốn cong thanh thép,…)

- Vận dụng lý thuyết từ bài học vào thực tiễn bằng cách thí nghiệm trực tiếp.

- Biết cách dùng cơng thức để tính tốn những giá trị tính tốn lý thuyết và so sánh với giá trị thực tế.

- Em cám ơn lãnh đạo Khoa Xây Dựng - Trường Đại học Mở TP. HCM tạo điều kiện cho sinh viên được học những mơn thí nghiệm như thế này và Thầy Linh đã tạo điều kiện, hướng dẫn tận tình cho chúng em được tiếp cận bài học, vận dụng máy móc trong q trình thí nghiệm.

<b>~~~HẾT~~~</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<small>24</small>

</div>