Embed Size (px)
Citation preview
De trekproef
Hoe belangrijk is het om materiaaleigenschappen te kennen…?
1Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - inleiding
Principe
Materiaal inklemmen tussen klemmen welke met een constante snelheid uit elkaar bewegen
Uitvoering: volgens genormaliseerde werkwijze (beschreven in DIN EN 10002-1)
2Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - inleiding
Bepalen van materiaaleigenschappen
Elasticiteitsmodulus (E-modulus)
Elasticiteitsgrens
Treksterkte
Breukspanning
…
Nut
Kwaliteitscontrole (fabricage, productie)
Uitvoeren van sterkteberekeningen
3Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - inleiding
Belang van sterkteberekeningen
De constructeur wil weten of het gebruikte constructiemateriaal
bestand is tegen de optredende krachten en vervormingen
4Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef – spanning en rek
2 belangrijke begrippen (1)
Spanning
Kracht per oppervlakte-eenheid:
σ = F / A0 [N/mm2]
σ: spanning [N/mm2]
F: kracht [N]
A0: oorspronkelijke doorsnede proefstaaf [mm2]
5Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef – spanning en rek
2 belangrijke begrippen (2)
Berekening van de spanning - voorbeeld
Diameter ronde proefstaaf = 8 mm
A = π.r2 ≈ 50.26 mm2
Belasting = 50 N
σ = F / A0 = 50 / 50.26 = 0.995 N/mm2
6Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef – spanning en rek
2 belangrijke begrippen (3)
Rek
De rek is de verlenging gedeeld door de oorspronkelijke lengte van de proefstaaf:
ε = (∆L / L0) [dimensieloos]
ε: rek
∆L = L – L0: verlenging [mm]
L0: beginlengte [mm]
ε = (∆L / L0) * 100% = procentuele verlenging
7Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef – spanning en rek
2 belangrijke begrippen (4)
Berekening van de rek - voorbeeld
Beginlengte (start proef) = 100 mm
Lengte na x tijd = 105 mm
ε = (105 – 100) / 100 = 0.05 of 5%
Belangrijk
Door spanning en rek te gebruiken zijn de berekeningen ONAFHANKELIJK van de afmetingen van de proefstaaf
8Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - begrippen
Spanning-rek curve van zacht staal
4 fasen in de spanning-rek curve
9Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - begrippen
Elastisch gebied
Rek neemt neemt lineair toe met de aangelegde spanning
Wegnemen van de spanning
=> terug oorspronkelijke lengte
=> geen blijvende vervorming
Bij zacht staal treedt vloei op
Proportionaliteitsgrens [N/mm2]
Moeilijk te bepalen…
10Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - begrippen
0.2% proportionaliteitsgrens
Definitie: de spanning bij 0.2% rek
Meestal makkelijk te bepalen
Lijn parallel aan het elastisch gebied bij
0.2 % rek => spanning op snijpunt af
te lezen
11Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - begrippen
Belangrijk voor de constructeur !
Materiaal wordt nooit belast boven het elastisch gebied
Maar de grens is niet altijd duidelijk bepaald
Gebruik van een veiligheidscoëfficiënt
Veiligheidscoëfficiënt is afhankelijk van
soort van belasting (statisch, dynamisch,…)
12Materiaalleer - Paul Janssen
σtoel = σprop / v
De trekproef - begrippen
Plastische vervorming - verstevigingsgebied
Proefstaaf krijgt te maken met een blijvende vervorming
Belasting verwijderen in verstevigingsgebied = koud vervormen
13Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - begrippen
Insnoering
Voorbij de treksterkte Rm treedt insnoering op
Breuk treedt op bij de breukspanning
14Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - begrippen
Werkelijke spanning-rek curve
Indien rekening wordt gehouden met de spanning, berekend met de werkelijke diameter ter plaatse van de insnoering
15Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - begrippen
Enkele Engelstalige begrippen
16Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - begrippen
17Materiaalleer - Paul Janssen
[N/mm2]
Maat voor het elastischegedrag
E staal = 210000 N/mm2
E koper = 130000 N/mm2
E aluminium = 70000 N/mm2
E eikenhout = 10000 N/mm2 (*)
(*) anisotroop
De trekproef - begrippen
18Materiaalleer - Paul Janssen
[J]
W: arbeid [J]F: kracht [N]∆L: verlenging [m]
Oppervlakte onder de curve
Poisson coëfficient
Dwarscontractie
Uitrekken in de lengte = krimpen in de breedte
(behoud van volume)
Voor staal: factor 0,3
19Materiaalleer - Paul Janssen
De trekproef - begrippen
Kunststoffen => visco-elastisch gedrag
Gedrag is afhankelijk van de snelheid van vervormen
Snel vervormen => grote kracht nodig
Traag vervormen => kleine kracht nodig
20Materiaalleer - Paul Janssen
