Báo cáo thí nghiệm vật liệu xây dựng

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

THÍ NGHIỆM KÉO THÉP

Bài 1:

1.1 Mục đích thí nghiệm:
 Tìm hiểu quan hệ giữ lực (tải trọng) và biến dạng kéo mẫu thép;
 Xác định một số đặc trưng cơ học của thép:


Giới hạn chảy (σc);



Giới hạn bền ( σb);



Độ giãn dài tương đối (δ);



Độ co thắt tỷ đối (ψ).

1.2 Cơ sở lý thuyết:
Đồ thị biểu diễn quan hệ giữ lực kéo (P) và biến dạng dài (∆L) của mẫu thí nghiệm kéo thép
thường có dạng như sau:

Hình 1.1: Quan hệ (P-∆L) & (σ-ԑ) khi kéo thép
 Một số đặc trưng cơ học của thép:

 Giới hạn tỷ lệ:




Giới hạn chảy:
Giới hạn bền:

σtl =
σc =
σb =


 Đọ giãn dài tương đối:



MSSV:

δ=
ψ=

Đọ co thắt tỷ đối:
Trong đó: F0 : diện tích mặt cắt ngang của mẫu lúc đầu;
F1 : diện thích mặt cắt ngang của mẫu thử tại vị trí bị đứt;
L0 : chiều dài tính toán ban đầu của mẫu thử;
L1 : chiều dài tính toán sau khi bị đứt của mẫu thử.
Trang 1

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

1.3 Mẫu thí nghiệm:
 Theo TCVN 197-1985 : mẫu có mặt cắt ngang hình tròn hoặc hình chữ nhật – tùy theo quy
cách của vật liệu cần thử (hình 1.2);

Hình 1.2: mẫu thí nghiệm kéo thép

Hình 1.3: Khắc vạch trên mẫu thử


Mẫu tiết diện tròn:

L0 = 5d0 hay 10.d0 (tùy mẫu ngắn hay dài)
L = L 0 + (0,5.d0 ÷ 2,0.d0)

1.4 Thiết bị thí nghiệm:


Máy kéo nén đa năng (Capacity = 1000 kN);



Thước thẳng bằng hợp kim có độ chính xác 1 mm;



Thước kẹp thẳng bằng hợp kim có độ chính xác 0,02 mm;



Dụng cụ kẻ vạch trên mẫu thử (giũa “ba lá”);

1.5 Chuẩn bị thí nghiệm:

MSSV:



Kiểm tra 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 đồng hồ trên hệ thống máy tính về “0”;



Chọn đối trọng và ngàm kéo phù hợp với kích thước mẫu thử;

Trang 2

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU



Kẹp mẫu vào ngàm kéo

1.6 Tiến hành thí nghiệm:


Mở valve gia tải: cho máy tang lực kéo từ từ;



Theo dõi đồng hồ trên màn hình máy tính: đọc các giá trị P c & Pb (hoặc đọc trên biểu đồ);



Khi mẫu bị đứt: xả áp lực và lấy mẫu thử ra.

1.7 Tính toán kết quả thí nghiệm:
a) Xác định “chiều dài tính toán” của mẫu thử sau khi bị đứt:


Gọi: O là vị trí chỗ đứt; A là vạch biên trên đoạn ngắn;



Gọi: x là khoảng cách từ A đến O;



Gọi: N: là số khoảng chia trên mẫu;



Gọi: B là điểm nằm trên vạch nào đó của đoạn dài sao cho “khoảng cách từ B đến O
bằng hoặc nhỏ hơn 1 vạch so với khoảng cách từ A đến O”



Gọi: n là số khoảng chia trên AB

Kết quả đo được ghi trong bảng sau:
Mẫu
Thép

L0 (mm)
100

X (mm)
25,8

N
10

n
3

-

và (N – n) = 7 : lẻ nên gọi C là điểm cách điểm B (N – n – 1)/2 khoảng chia;

-

D là điểm nằm trên vạch cách điểm C 01 khoảng chia;

-

Khoảng cách từ A đến B (LAB) = 37 mm; LBC = 30 mm; LBD = 41 mm
L1 = LAB + LBC + LBD = 37 + 30 + 41 = 108 mm

MSSV:

Trang 3


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

Hình 1.6 – Tính L1
Kết quả thí nghiệm:

Mẫu
Thép

L0 (mm)
100

d0 (mm)
10

Ptl (kN)
10,88

Pch (kN)
22,55

Pb (kN)
68,08

L1 (mm)
108

d1 (mm)
5,5

b) Tính độ giãn dài tương đối (δ):


Vẽ lại hình dạng mẫu thử sau khi bị đứt (đã chắp lại thật khít);



Tính độ giãn dài tương đối:

:

δ = ×100% = 8 %

c) Tính độ co thắt tỷ đối (ψ):


Đo đường kính d1 tại chỗ đứt → diện tích co thắt:



tính độ co thắt tỷ đối:

F1 = .d12 = 23,76

(mm2)

ψ = = 69,75 %

d) Tính giới hạn chảy (σc) và giới han bền (σb):
Diện tích mặt cắt ngang lúc đầu của mẫu thử:



Tính giới hạn chảy:

σc = = 287,11

(MPa)



Tính giới hạn bền:

σb = = 866,82

(MPa)

e) Biểu đồ quan hệ (P-∆L):

MSSV:

F0 = .d02 = 78,54



Trang 4

(mm2)


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

1.8 Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm:


Nhận xét dạng biểu đồ P-∆L:
Giai đoạn tỉ lệ (0-Ptl): Quan hệ giữa P và là tuyến tính.

Giai đoạn tỉ lệ (Ptl-Pch) : Lực Kéo P và không còn là tuyến tính nữa. Lúc này P tăng chậm những Thép
biến dạng nhanh, tức là biến dạng nhanh.
Giai đoạn bền (Pch-Pb): Lúc này lực kéo tiếp tục tăng đến khi mẫu Thép thắt lại và bị đức.


Một số tính chất cơ học của vật liệu thép: Thép có độ cứng cao, độ dẻo thấp. Thích hợp
dung cho các công trình xây dựng thủy, nhà cao tầng chịu lực lớn.

1.9 Thí nghiệm kéo mẫu thép cốt bê tông (thép gân):




MSSV:

Trình tự thí nghiệm:


Xác định đường kính danh nghĩa (ф) của mẫu thép;



Dùng thước thẳng đo chiều dài (l) mẫu thép;



Dung cân điện tử xác định khối lượng (m) mẫu thép;



Khắc vạch trên mẫu: mỗi vạch cách nhau 2,0ф; chiều dài tính toán: L 0 = 10.ф;



Gắn mẫu vào ngàm kéo và thực hiện các bước tiếp theo (giống như trong trường
hợp kéo mẫu thép tròn trơn).

Tính toán kết quả thí nghiệm:


Diện tích tiết diện ngang danh nghĩa:

Fdn = .ф2



Diện tích tiết diện ngang thực tế:

Ft =

Trang 5

(mm2)
(mm2)


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

Trong đó:

�t = 7,85 ;



Ứng suất danh nghĩa:

σcdn = ;

σbdn =



Ứng suất thực tế:

σct = ;

σbt =

 Kết quả tính toán:

MSSV:

Ф (mm)

L (mm)

m (g)

L0

Fdn (mm2)

10

270,2

166,44

100

78,54

Pc

Pb

(kN)

(kN)

σcdn

σct

σbdn

σbtt

25,1

51,39

319,58

319,87

654,32

654,9

σc (MPa)

Ftt
(mm2)
78,47

L1(mm)
137

σb (MPa)

Trang 6


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

PHỤ LỤC: Các hình trong quá trình thí nghiệm

a) Mẫu thép và dụng cụ đo

MSSV:

Trang 7


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

b)

Mẫu thép gân sau khi bị đứt

c) Máy kéo nén đa năng
Mẫu thép tròn trơn sau thí nghiệm

MSSV:

Trang 8

d)


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

e) Tiến hành thí nghiệm

f) Mẫu thép gân khi vừa bị đứt trên máy

g) biểu đồ kéo thép tròn trơn

MSSV:

Trang 9


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

h) Biểu đồ kéo thép gân

i) Tiến hành đo các giá trị tính toán của mẫu ban đầu của mẫu

MSSV:

Trang 10


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

Bài 2:

THÍ NGHIỆM KÉO GANG

2.1 Mục đích thí nghiệm:



Tìm hiểu quan hệ giữa lực (tải trọng) và biến dạng khi kéo mẫu gang;
Xác định giới hạn bền khi chiệu kéo (σ bk) của gang;

2.2 Cơ sở lý thuyết:


Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lực kéo (P) và biến dang dài (∆L) của mẫu thí nghiệm kéo gang
có dạng như sau:

Hình 2.1 Quan hệ P-∆L khi kéo gang


Giới hạn bền kéo:

σbk = ;

2.3 Mẫu thí nghiệm:


Theo TCVN 197-1985: (tương tự như mẫu thép)

2.4 Thiết bị thí nghiệm:




Máy kéo nén đa năng (Capacity = 1000kN);
Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm;
Giấy vẽ biểu đồ (có chia sẵn lưới).

2.5 Chuẩn bị thí nghiệm:








MSSV:

Dung dụng cụ chà thật sạch bụi than ở 2 đầu mẫu thử;

Đo d0 (mẫu tròn);
Chọn đối trọng thích hợp;
Điều chỉnh kim chỉ lực về vị trí “O” trên đồng hồ;
Chọn ngàm kéo thích hợp với kích thước đầu ngàm của mẫu:
Kẹp mẫu vào ngàm kéo;
Gắn giấy vẽ vào ru-lô, kiểm tra kim chỉ lực và bút vẽ trên ru-lô.

Trang 11


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

2.6 Tiến hành thí nghiệm:




Mở valve gai tải: cho máy tăng lực kéo từ từ;
Theo dõi đồng hồ: đọc giá trị (hoặc đọc trên biểu đồ);
Khi mẫu bị đứt: xả áp lực và lấy mẫu thử ra.

2.7 Tính toán kết quả thí nghiệm:
Kết quả thí đo:

do (mm)
10

F0 (mm2)
100
k

 Tính giới hạn bền kéo:
σb = =
 Không có giới hạn chảy.
2.8 Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm:
 Nhận xét biểu đồ P-∆L:

Pbk (k.N)
12.15
= 121.5 MPa

Giai đoạn từ (0-Pb): P và tuyến tính.
Giai đoạn bền: P tăng nhanh đến giá trị cực đại và bị đức. Trong khi biến dạng dài rất ít


Một số tính chất cơ học của gang: gang giòn, không có giới hạn dẽo, dễ bị bể, gãy. Độ bền
thấp.

Bài 3:

THÍ NGHIỆM NÉN THÉP

3.1 Mục đích thí nghiệm:

MSSV:

Trang 12


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU




Quan sát biến dạng của mẫu thép khi chịu nén;
Xác định giới hạn chảy (σc) của thép khi chịu nén (rất khó xác định).

3.2 Cơ sở lý thuyết:


Đồ thị biễu diễn quan hệ giữa lực nén (P) và biến dạng dài (∆L) của mẫu thí nghiệm nén thép
có dạng như sau:

Hình 3.1-a: Quan hệ P-∆L khi nén thép;


Hình 3.1-b: Mẫu thí nghiệm;
σ cn = ;

Giới hạn chảy của thép khi chịu nén:

3.3 Mẫu thí nghiệm:


Mẫu có dạng trụ tròn (hình 3.1-b) hoặc lăng trụ đa giác, với kích thước:
 D0 : đường kính ban đầu của mẫu;
 H0 : chiều cao ban đầu của mẫu;
Trong đó: l ≤ ≤ 3

3.4 Thiết bị thí nghiệm:

 Máy kéo nén đa năng (Capacity = 1000kN);
 Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm;
 Giấy vẽ biểu đồ (có chia lưới sẵn).
3.5 Chuẩn bị thí nghiệm:
MSSV:

Trang 13


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

 Đo d0 & h0;
 Gắn và điều chỉnh bàn nén;
 Đặt mẫu vào bàn nén; điều chỉnh cho mẫu đứng thẳng và đúng tâm;
 Chọn đối trọng thích hợp;
 Điều chỉnh kim chỉ lực về vị trí “O” trên đồng hồ;
 Gắn giấy vẽ vào ru-lô;
 Kiểm tra kim chỉ lực và bút vẽ của ru-lô.
3.6 Tiến hành thí nghiệm:
 Mở valve gia tải: cho máy tăng lực nén từ từ;
 Quan sát biến dạng của mẫu thép, khi mẫu bị co ngắn khoảng 50% thì xả áp lực và lấy
mẫu thử ra.
3.7 Kết quả thí nghiệm:
Hình dạng mẫu thử sau quá trình chịu lực:

Kết quả thí nghiệm:

h0 (mm)

do (mm)

35

20

2

F0 (mm )
314.16

Pcn (kN)

σc (MPa)

135.65

431.8

3.8 Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm:
 Đánh giá tính chất cơ học của vật liệu thép khi chịu nén:
- Mẫu vật liệu dẻo (thép): Ta có giới hạn chảy σcn = = 431.8 (MPa) dựa vào bản
tiêu chuẩn của vật liệu, mẫu thép này thuộc loại thép khá tốt. Trong quá trình nén thì việc
xác định Pc là rất khó khăn.


So sánh với tính chất của nó khi chịu kéo: Dựa vào kết quả thí nghiệm kéo và nén thép, ta
nhận thấy thép là vật liệu chiệu kéo nén rất tốt nhờ tính dẻo. Khi bị nén, thép không bị
phá huỷ đứt như khi bị kéo. Khả năng chịu nén cao của thép phụ thuộc nhiều vào hàm
lượng cacbon trong thép.

Bài 4:

THÍ NGHIỆM NÉN GANG

4.1 Mục đích thí nghiệm:
MSSV:

Trang 14


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU




Tìm hiểu quan hệ giữa lực và biến dạng khi nén gang;
Xác định giới hạn bền khi chịu nén (σ bn) của gang.

4.2 Cơ sở lý thuyết:


Đồ thị biễu diễn

Hình 4.1-a: Quan hệ P-∆L khi nén gang


Giới hạn bền khi chịu nén:

hinh 4.1-b: mẫu thí nghiệm

σ bn =

4.3 Mẫu thí nghiệm:


Giống như bài nén thép (hình 4.1-b)

4.4 Thiết bị thí nghiệm:


Giống như bài nén thép.

4.5 Chuẩn bị thí nghiệm:


Tương tự như bài nén thép.

4.6 Tiến hành thí nghiệm:




Mở valve gia tải: cho máy tăng lực nén từ từ;
Theo dõi đồng hồ: đọc giá trị Pbn (hoặc đọc trên biểu đồ);
Khi mẫu bị phá hỏng thì dừng lại: xả áp lực và lấy mẫu ra.

4.7 Tính toán kết quả thí nghiệm:


Kết quả thí nghiệm:

h0 (mm)
35

MSSV:

d0 (mm)
20

F0 (mm2)
314.16

Hình dạng mẫu thử sau thí nghiệm:
Trang 15

Pbn (k.N)
232.42

σb (MPa)
739.8


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

450 ;

Nhận xét: Mẫu bị bể xiên
Giải thích:
Khi ta nén vật liệu thì vật liệu chỉ chịu ứng suất tiếp do đó
Ta có thể nói phân tố tách ra ở trạng thái trượt thuần túy

-Ứng suất tiếp trên các mặt trượt l ứng suất tiếp cực trị,mặt chính tạo với mặt trượt thuần túy
một góc 45 độ
Nguyên nhân:
LÝ LUẬN 1:nói được ứng suất tiếp cực trị
ta nhớ lại cách tìm :
Tìm ứng suất tiếp cực trị và mặt nghiêng trên đó có ứng suất tiếp cực trị bằng cach ta có:
cho

12= 02+450


Mặt có ứng suất tiếp cực trị hợp với những mặt chính một
góc 45.

11= 01+450
max

LÝ LUẬN 2 nói được/ TTƯS trượt thuần túy
(1)
Ở đây, ; Thay vào (1)
 hay
Hai phương chính được xác định theo):

Trạng thái trượt thuần ty


Do đó: Mặt có ứng suất tiếp cực trị (trạng thái trượt thuần túy) hợp với những mặt chính một góc
45.
4.8 Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm:



Trình bày cơ tính của vật liệu gang:
- Gang có cơ tính kém
- Độ bền thấp, giới hạn bền kém< 350-400 MPa (thường nằm trong khoảng 150-350MPa) chỉ

bằng nữa của thép thông dụng (1/3-1/5 thép hợp kim)
- Độ dẻo thấp, được xem là vật liệu giòn.
MSSV:

Trang 16


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

So sánh tính chất của gang và thép:



Giống nhau

Khác nhau

Gang

Thép

Trong thành phần của gang có nhiểu
cacbon hơn thép.Gang rất cứng,dòn
không thể nén hay kéo thành sợi.

Gang và thép đều là hợp kim của
sắt và cacbon.

Trong thành phần của thép có ít cacbon
hơn gang và còn có một số thành phần
khác.Thép có tính cứng, bền, dẻo và khả
năng chống gỉ (phụ thuộc vào thanh
phần)

Bài 5: THÍ NGHIỆM UỐN THÉP XÂY DỰNG
5.1


5.2

Mục đích thí nghiệm:
Kiểm tra, đánh giá cơ tính của vật liệu;
So sánh với tiêu chuẩn của sản phẩm đã công bố.

Bản chất phương pháp:
 Mẫu thử (có tiết diện vuông, chữ nhật, tròn) được đem biến dạng dẻo xuong quanh gối uốn
(búa uốn) đến khi đạt góc uốn định trước hoặc đến khi xuất hiện vết nứt (hình 5.1).

Hình 5.1: Sơ đồ thí nghiệm uốn
5.3

Mẫu thí nghiệm:

MSSV:

Trang 17


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

Theo TCVN 198-1985:
Chiều rộng mẫu thử (vuông, 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 công để có b = (20 50) mm, sao cho b = 2.a
 Nếu vật liệu có a0 3 mm
lấy a = a0; b 20 mm ( 5 mm).
 Chiều dày mẫu thử (vuông, chữ nhật hay đa giác);
 Khi a0 25 mm
lấy a = a0;
 Khi a0 >25 mm
gia công để có a = 25mm;
(Khi uốn: để mặt không bị gia công về phía chịu kéo).
 Đường kính mẫu thử (tròn):
 Nếu d0 50 mm: lấy d =d0;
 Nếu d > 50 mm
gia công để cho d = (20 50) mm;
 Chiều dài mẫu thử:
 Phụ thuộc bề dày (hoặc đường kính) mẫu thử và cách tiến hành thử.


5.4





5.5






5.6


5.7

Thiết bị thí nghiệm:
Máy kéo đa năng (Capacity = 1000kN);
Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm;
Thước thẳng kim loại, thước đo góc;
Các dụng cụ cần thiết.
Tiến hành thí nghiệm: (mẫu thép cốt bê-tông)
Chọn búa uốn (D) thích hợp với kích thước mẫu: D=(2,5 3,0).ϕ;
Gắn búa uốn vào máy;
Điều chỉnh khoảng cách 2 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 không;
Nếu mẫu thử chưa nứt
đặt mẫu vào và uốn tiếp cho đến khi xuất hiện vết nứt hoặc đến
180.
Kết quả thí nghiệm:

Trạng thái mẫu khi = 90 : không thấy xuất hiện vết nứt.
Góc uốn lớn nhất: α<180o
Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm:





MSSV:

Thí nghiệm uốn đối với thép cường lực được sử dụng để kiểm tra độ dẻo. Mẫu không được
giảm độ bền của nó và không được phép dò thấy điểm nứt thông qua kiểm tra bằng giác
quan. Nhiều đế đỡ và khuôn tròn khác nhau được xác định, phụ thuộc vào tiêu chuẩn, góc
uốn theo quy luật góc 90° hoặc 180.
Do thép có khả năng chịu uốn lớn nên trong xây dựng người ta rất hay sử dụng thép ví có thể
bẻ cong từ một thanh thép thẳng thành một khung hình chữ nhật, hình tròn ,chữ U

Trang 18


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

Bài 6:

6.1



6.2


XÁC ĐỊNH MODULE ĐÀN HỒI CỦA THÉP

Mục đích thí nghiệm:
Xác định module đàn hồi (E) của thép;
So sánh với giá trị E đã học.
Cơ sở lý thuyết:
Xét một dầm console chịu lực như hình 6.1:
 Độ võng tại vị trí đặt tải trọng: =
 Module đàn hồi được tính:
E=
Trong đó: Ix = : moment quán tính của tiết diện;
L:

chiều dài nhịp tính toán;

b, h:

kích thước t/d ngang;

Hình 6.1: Sơ đồ thí nghiệm

6.3

Mẫu thí nghiệm:

MSSV:

Trang 19

(6.1)
(6.2)


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

Mẫu được chế tạo bằng thép CT3 cán nóng, có tiết diện ngang hình chữ nhật (bh)
hình
6.2
Chiều dài nhịp tính toán (L) là khoảng cách từ vị trí có tiết diện không đổi (“ngàm”) đến vị trí
đặt lực. Nên chọn L là bội số của 10 mm (để thuận tiện tính toán).




Hình 6.2: Mẫu thí nghiệm

6.4






6.5









6.6

Thiết bị thí nghiệm:
Bộ khung thí nghiệm có gắn sẵn mẫu thí nghiệm;
Thước kẹp có độ chính xác 0,02;
Thước thẳng bằng kim loại (hợp kim);
Đồng hồ đo biến dạng có độ chính xác 1/1000 mm;
Các dụng cụ phụ trợ khác: kẹp, giá đỡ …
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) con số trên đồng hồ đo biến dạng: (δ0);
Đặt một quả cân vào vị trí treo tải (mỗi quả cân có trọng lượng 10N)
đọc (ghi lại) số
trên đồng hồ đo biến dạng: (δ1);
Đặt tiếp quả cân thứ hai lên giá treo tải
đọc (ghi lại) số trên đồng hồ đo biến dạng: (δ2);
Tiếp tục quá trình trên (đến khi hết 5 quả cân).
Kết quả thí nghiệm:

LAB
(mm)

do (mm)

a (mm)

B (mm)

Jb (mm4) Pi (N)

300

30

200

300

79521.6

10

Pib
(N.mm)
3000

δA,i (mm)

φA,i (rad)

δB,i (mm)

φB,i (rad)

φAB,i (rad)

Gi (MPa)

G (MPa)

δA,0 = 1.3
δA,1 = 2.9
δA,2 = 3.9
δA,3 = 5.5

6.5×10-3
8×10-3
5×10-3
8×10-3

δB,0
δB,1
δB,2
δB,3

0.0135
0.015
0.012
0.015

7×10-3
7×10-3
7×10-3
7×10-3

1616.8
1616.8
1616.8
1616.8

1616.8

MSSV:

= 2.7
= 5.7
= 8.1
= 11.1

Trang 20


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

δA,4 = 6.9

6.7

6.5×10-3

δB,4 = 13.8

0.0135

7×10-3

1616.8

Nhận xét kết quả thí nghiệm:
Nhận xét độ lớn, trị số của kết quả tìm được:
Với vật liệu bằng thép,theo lý thuyết E lt=200000MPa ,như vậy đo được lớn hơn E lt

-

nguyên nhân do sai số.
Giải thích nguyên nhân sai số nếu có:
-

Khi đo đường kính và chiều dài chỉ mang tính tương đối.

-

Chuyền vị bé,trang thiết bị khó chính xác.

-

Làm tròn số liệu khi tính toán.

Bài 7:

7.1



7.2

XÁC ĐỊNH MODULE CHỐNG TRƯỢT CỦA THÉP

Mục đích thí nghiệm:
Xác định module chống trượt (G) của thép;
So sánh với giá trị G đã được công bố.

Cơ sở lý thuyết:
Khi xoắn thuần túy một thanh có mặt cắt ngang hình tròn, góc xoắn tương đối 2 mặt cắt A, B
cách nhau một đoạn LAB được tính như sau:
φAB =
Jp =
(7.1)
Trong đó:
M z:
moment xoắn (hằng số trên chiều dài AB),
Jp:
moment quán tính đối với tâm của tiết diện ngang,
G:
module chống trượt của vật liệu,
LAB:
khoảng cách giữa 2 mặt cắt đang xét.
 Từ quan hệ trên, có thể tính được G nếu đo được các giá trị còn lại.


7.3

Mẫu thí nghiệm:
 Hệ thống thí nghiệm bố trí như hình 7.1:

hình 7.1:
MSSV:

Trang 21


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

Mẫu thí nghiệm [1] là một thanh thép có tiết diện tròn; một đầu mẫu kẹp chặt vào ngàm, đầu
kia nằm trong ổ bi (bạc đạn [2]) nên có thể xoay tự do được; đầu thừa của mẫu gắn một thanh
ngang (console [3]), đầu console được treo các quả cân để tạo ra moment xoắn trong thanh
[1],
Trong khoảng từ ngàm đến ổ bi có gắn 2 thanh ngang (console [4]),
Các đồng hồ đo biến dạng (chuyển vị kế [5]) được gắn ở gắn console [4]).






7.4






7.5











7.6

Thiết bị thí nghiệm:
Bộ khung thí nghiệm có gắn sẵn mẫu;
Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm;
Thước thẳng bằng kim loại (hợp kim);
Đồng hồ đo biến dạng có độ chính xác 1/1000 mm;
Các dụng cụ phụ trợ khác: kẹp, giá đỡ …
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 giữa A và 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 các quả cân (b),
Lắp thiết bị treo tải vào đầu console [3]
đọc (ghi lại) các con số trên đồng hồ đo biến
dạng: (δA,0 và δB,0);
Đặt một quả cân vào vị trí treo tải (mỗi quả cân có trọng lượng 10N)
đọc (ghi lại) số
trên hai đồng hồ đo biến dạng: (δA,1 và δB,1).
Đặt tiếp quả cân thứ hai lên giá treo tải

đọc (ghi lại) số trên đồng hồ đo biến dạng:
(δA,2 và δB,2).
Tiếp tục quá trình trên (cho đến khi hết 5 quả cân).
Kết quả thí nghiệm:

LAB (mm)

d0 (mm)

a (mm)

b (mm)

JP (mm4)

Pi (N)

400

30

150

300

79481

5

Pi.b

(N.mm)
1500

δA,i (mm)

φA,i (rad)

δB,I (mm)

φB,i (rad)

φAB,I (rad)

Gi (MPa)

δA,0 = 0.0205
δA,1 = 0.0375
δA,2 = 0.0555
δA,3 = 0.0775
δA,4 = 0.0965
δA,5 = 0.1120

1.367×10-4
1.130×10-4
1.200×10-4
1.476×10-4
1.267×10-4
1.033×10-4

δB,0 = 0.0065

δB,1 = 0.0095
δB,2 = 0.0135
δB,3 = 0.0215
δB,4 = 0.0265
δB,5 = 0.0280

0.433×10-4
0.200×10-4
0.267×10-4
0.533×10-4
0.330×10-4
0.100×10-4

0.934×10-4
0.934×10-4
0.934×10-4
0.934×10-4
0.934×10-4
0.934×10-4

80824
81172
80911
80824
80565
80911

7.7

Nhận xét kết quả thí nghiệm:

MSSV:

Trang 22

G (MPa)

80868


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

Nhận xét và so sánh độ lớn G tìm được với lý thuyết:
-Với vật liệu bằng thép theo lý thuyết G lt=80000MPa, như vậy G đo được lớn hơn do
nguyên nhân sai số.
Giải thích nguyên nhân sai số:
- Khi đo đường kính chiều dài chỉ mang tính tương đối.
- Chuyển vị bé trang thiết bị khó chính xác
- Làm tròn số liệu khi tính toán.

MSSV:

Trang 23