Trakzio-saiakuntza

Ordenagailu bidezko trakzio-saiakuntzarako makina.

Material baten trakzio-saiakuntza, probeta normalizatu bat, apurketa gertatu arte handituz doan esfortzu axial baten menpe jartzean datza. Saiakuntza honek, material batek indar estatiko baten eraginpean duen erresistentzia neurtzen du. Tentsio-saiakuntza batean deformazio-abiadurak oso txikiak izaten dira(ε = 10^–4-tik 10^–2 s^–1-ra).

Saiakuntzatik ateratako datuak

Trakzio-saiakuntza batean material elastikoen hainbat ezaugarri determinatu daitezke:

• Elastikotasun modulua edo Young-en modulua: aurreko proportzionalitatea zenbatzen du. Tentsioa deformazio unitarioarekin zatitzearen emaitza da, esfortzu-deformazio diagrama bateko muga elastikoaren zonaldearen barruan.

• Poissonen koefizientea: luzetarako luzamenduaren eta luzetarako konpresio transbertsalaren arteko erlazioa zehazten du indarraren norabidean.

• Proportzionaltasun-limitea: tentsioaren balio bat da; hortik behera luzapena karga aplikazioarekiko proportzionala da.

• Isurpen-limitea edo itxurazko limite elastikoa: probetak jasaten duen tentsioaren balioa da isurpena gertatzen den momentuan. Fenomeno hau deformazio elastiko eta plastikoaren arteko trantsizio-zonaldean gertatzen da, eta bere ezaugarria da deformazioa azkar handitzen dela, aplikatutako karga ia antzemanezina izanik.

• Limite elastikoa (limite elastiko konbentzional edo praktikoa): aldez aurretik finkatutako luzapen batez eragiten den tentsioaren balioa da; luzapena (% 0,2, % 0,1, etab.) erabilitako estentsometroaren araberakoa da. Materialean deformazio iraunkorrik gertatu gabe aplika daitekeen tentsio maximoa da.

• Haustura-karga edo trakzio-erresistentzia: probetak jasandako karga maximoa probetaren hasierako azaleraz zatitua.

• Haustura-luzapena: probetak jasan duen luzapena da. Normalizatutako bi punturen artean neurtzen da eta ehunekotan adierazten da.

• Kalibratutako luzera: probetaren zati baten hasierako luzera da, zeinetan deformazio unitarioa edo luzera-aldaketa eta luzapena determinatzen diren (azken hau estentsometroarekin neurtzen da).

• Azaleraren murriztea eta estrikzioa: Zeharkako sekzioaren azaleraren murriztea da tentsioko probeta baten hasierako zeharkako azaleraren balioaren eta proba amaitu ondorengo zeharkako azalera minimoaren arteko diferentzia. Tentsio eta deformazio elastikoen mailan, azalera Poissonen moduluak emandako proportzioan murrizten da. Solido lineal eta isotropo batentzat, trakzio-saiakuntza orokor batean, murrizketa honela ematen da:

$A=A_{0}\left(1-\nu {\frac {\sigma }{E}}\right)^{2}$

Non:

$A_{0}\,$, hasierako azalera.

$\nu ,E\,$, Poissonen koefizientea eta Youngen modulua.

$\sigma \,$, piezaren luzetarako norantzaren tentsioa.

Behin fluentzia limitea gaindituta, Poissonen efektuarekin lotutako aurre-erredukzio elastikora iristen da; estrikzio deituriko plastikotasun-fenomenoa gertatzen da.

Orokorrean, proportzionaltasun-limitea ez da determinatzen, ez baitauka kalkuluentzat interesik. Youngen modulua ere ez da kalkulatzen, materialaren ezaugarria baita; horrela, altzairu guztiek elastizitate modulu bera daukate nahiz eta beraien erresistentzia oso desberdina izan. Saiakuntzan lortutako datuak nahikoa izan behar dira propietate horiek determinatzeko, eta beste batzuk horietan oinarrituz determinatu daitezke. Adibidez, harikortasuna luzapenaren eta azaleraren murrizketatik lor daiteke.

Tentsio-deformazio kurba

Tentsio-deformazio kurba.

Tentsio-saiakuntzan ordenagailu bidez lorturiko grafikoa.

Isurpen muga baxua duen altzairu baten ohiko tentsio-deformazio diagrama.

Saiakuntzan probeta baten bi puntu finkoren deformazioa (luzapena) neurtzen da, jasaten duen karga handituz doan heinean. Hau grafikoki adierazten da jasaten duen tentsioaren (aplikaturiko karga zati probetaren azalera) arabera. Nagusiki, horrela lorturiko tentsio-deformazio kurbak lau zati izaten ditu:

• Deformazio elastikoa: Deformazioak probetaren luzeran zehar banatzen dira; beren balioa txikia da, eta, karga kenduko balitz, probetak hasierako itxura berreskuratuko luke. Tentsioaren eta deformazioaren arteko proportzionaltasun-erlazioari, elastikotasun-modulua edo Young-en modulua deritzo eta hau material bakoitzaren ezaugarria da. Hau horrela, altzairu guztien elastikotasun- modulua berdina da, nahiz eta beren erresistentzia oso desberdina izan daitekeen. Eremu honetan lortutako tentsio altuenari isurpen-muga deritzo eta horrexek markatzen du gertaera hau. Deformazio elastikodun bi gune daude, lehenengoa zuzena eta bigarrena, berriz, kurbatua. Eremu batetik besterako trantsizioa proportzionaltasun-mugaren araberakoa izango da. Nagusiki, azken balio hau ez da praktikoki garrantzitsua; ondorioz, muga elastiko bat definitzen da (ohikoa edo praktikoa). Hau lortzeko, lerro zuzen bat irudikatu behar da, zati proportzionalarekiko paraleloa hain zuzen, hasierako deformazioa konbentzionalaren berdina izanik.

• Isurpena: Aplikatutako karga handitu gabe, probetak jasaten duen bat-bateko deformazioa da. Isurpen-fenomenoa, ezpurutasunek edo aleazio-elementuek sare kristalinoen dislokazio oztopatzen dituztenean gertatzen da, hauek sareen irristadura galarazten baitute; eta hauxe da, hain zuzen, materialak plastikoki deformatzeko modua. Isurpen-mugara iristean, dislokazioak askatzea lortzen da eta, ondorioz, deformazioa bat-batean gertatzen da. Kasu honetan ere, deformazioa probeta guztian zehar uniformeki banatzen da, baina dislokazioak askatzea lortu den guneetan (Lüders-en bandak) kontzentratzen da. Fenomeno hau ez da material guztietan gertatzen. Hau horrela, material horietan deformazio elastiko eta plastikoaren arteko trantsizioa ez da modu argian ikusten.

• Deformazio plastikoa: Aplikaturiko karga kentzean, probetak ez du hasierako itxura erabat berreskuratzen eta betirako deformatuta geratzen da. Eremu honetako deformazioak gune elastikoan baino nabarmenagoak dira.

• Estrikzioa: Saiakuntzaren momentu batetik aurrera, deformazioak probetaren erdialdean kontzentratuko dira eta honen eraginez, probetaren sekzioa txikitu egingo da. Hortik aurrera, deformazioak metatuz joango dira, probeta sekzio horretatik hausten den arte. Estrikzioa da tentsio-deformazio kurbaren jaitsieraren erantzule. Errealitatean, tentsioa ez da gutxitzen haustura gertatu arte, baina kontua da irudikatzen dena dela aplikaturiko indarra (estrikziora arte handitzen doana) eta hasierako sekzioaren arteko zatidura. Estrikzioa gertatzean, sekzioa txikitu egiten da eta ondorioz, baita beharrezko indarra ere. Sekzioaren txikitze hau ez da grafikoan kontuan hartzen. Material hauskorrek ez dute estrikziorik jasaten, ezta deformazio plastiko esanguratsurik ere; horrenbestez, probeta bat-batean hausten da. Saiakuntza amaitzean, haustura-karga, trakzio-erresistentzia (jasandako karga handienaren eta hasierako sekzioaren zatidura), luzapena ehunekotan, eta haustura gertatu den puntuko estrikzioa jakin daitezke.

Trakzio-saiakuntzaren bidez lortu daitezkeen beste ezaugarri batzuk erresilientzia eta zailtasuna dira. Hauek, xurgatutako energia elastikoa eta xurgatutako energia totala dira, hurrenez hurren. Lehenengoa, tentsio-deformazio kurbaren azpiko azalera da muga elastikoraino, eta bigarrena aldiz, haustura-punturaino.

Kanpo estekak

• Datuak: Q115605
• Multimedia: Tensile testing / Q115605