Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 21. 22 maj 1948 - Universalprovningsmaskin för statiska prov, av Ragnar Nilson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
346
TEKNIS K TIDSKRIFT
Universalprovningsmaskin
för statiska prov
Civilingenjör Ragnar Nilson, Stockholm
620.172.224.051
Vid den internationella utställningen för mätinsti uinent
och laboratorieutrustningar i Stockholm juni 1947
utställde den franska firman MATRA en kollektion nyare
materialprovningsmaskiner, som bjuder på vissa nyheter i vad
det rör provningsförfarandet. Som andliga fäder till
utarbetandet av provningsmetodik och tillämpningsförfarande
står de båda franska forskarna A Caquot och M Prot, av
vilka den senare även är att betrakta som den egentlige
konstruktören. Prot har i tvenne publikationer1,2 redogjort
för de principer, som varit vägledande för utvecklings- och
konstruktionsarbetet. Avsikten med detta arbete har varit
att åstadkomma provningsförfaranden, vilka på ett enkelt
och bekvämt sätt ge möjligheter till en allsidig bedömning
av det provade materialets mekaniska egenskaper. För
statisk provning har man då valt att med hjälp av Mohrs
spänningscirklar åskådliggöra flyt- och brottvillkoren för
materialet3. För att kunna ge dessa flytvillkor giltighet för
olika spänningstillstånd fordras, att materialet provas i
dessa spänningstillstånd, t.ex. enaxlig dragning, enaxligt
tryck eller ren vridning.
Med den av Prot konstruerade statiska
provningsapparaten kan lämpliga prov åstadkommas för fem olika
spänningstillstånd, varigenom möjligheten att för varje
material ånge flytvillkor eller brottvillkor i olika
spänningstillstånd kan anses säkrad. För provning avseende
utmattningsegenskaperna hos materialet har Prot och Caquot
konstruerat ett antal olika provningsapparater med vilka
vissa utmattningsdata kan fastställas.
Konstruktörens avsikt har varit att skapa en apparat
med vilken flera olika statiska belastningsfall skulle
kunna appliceras på materialet utan att fördenskull
besvärliga och tidsödande arrangemang av tillsatsapparater
skulle bli nödvändiga. Bakom denna avsikt ligger tanken,
att man genom ett systematiskt inordnande av de olika
provningsresultaten i de moderna flyt- och brotteorierna
skulle kunna få till stånd en säker bedömning av
materialets förmåga att uthärda olika spänningstillstånd innan
flytning eller brott inträder. För material med förmåga
till plastisk formändring före brott blir det då i första
hand flytgränserna i olika spänningstillstånd, som skall
fastställas. För material utan denna egenskap, "spröda"
material, får man i stället sikta på fastställandet av
brottgränserna i de olika spänningstillstånden. Förfarandet kan
principiellt sammankopplas med teorin för Mohrs
spänningscirklar, fig. 1. Det är uppenbart, att Mohr-cirkelns
läge och storlek är beroende såväl av spänningstillståndets
art som av dess intensitet. Härav följer att om man
fullföljer ett belastningsprov med t.ex. enaxlig dragning till
dess att provmaterialet flyter, så kan på basis av uppmätt
Fig. 1. Mohrs spänningscirklar för a. enaxlig dragning,
b. enaxligt tryck, c. ren vridning.
flytlast och provkroppens geometriska data anges just den
spänningscirkel, som gäller flytgränsen vid enaxlig
dragning. Analogt blir förhållandet vid varje annat
spänningstillstånd. Provas nu materialet i ett antal olika
spänningstillstånd och bestämmes flytgränsen vid varje prov får
man möjlighet att ånge motsvarande spänningscirklar. Om
dessa olika cirklar blir tillräckligt många kan därefter
materialets flytgränskurva anges såsom tangentkurvan till
cirkelskaran, se fig. 1. Om spänningscirklarna motsvarar
flytgränserna i de olika spänningstillstånden blir
tangentkurvan materialets flytgränskurva.
Prot har i sin provningsmetodik förutsatt att
Mohr-cirk-lar bestämmes för fyra olika rotationssymmetriska
spänningstillstånd, nämligen: dragprov, två olika skjuvprov
samt tryckprov. Läget av motsvarande spänningscirklar
anges i fig. 2. Som synes av denna kan ej hela kurvan
tecknas på basis av de fyra spänningscirklarna. Man måste
skaffa sig ett kompletterande prov för bestämning av
kurvans begränsning för positiva o„, som ju svarar mot
två-axlig homogen dragning. Bestämningen av gränspunkten A
är av vitalt intresse. Den tvåaxliga homogena dragningen
åstadkommes genom att man utnyttjar kälverkan vid
drag-provstavar med liten försökslängd i förhållande till
försöksdiametern. Genom att utföra dragprov på en serie
provstavar med successivt minskande försökslängd och
konstant försöksdiameter fås ett närmevärde för det
allsidiga fallet, kohesionshållfastheten hos materialet. Denna
metod att bestämma kohesionshållfastheten är givetvis
behäftad med en viss osäkerhet men torde ge värden på
säkra sidan. Vid små försökslängder fås i detta fall alltid
spröda brott, vilket bestyrker att sprödhetstendenserna
hos ett material äro beroende av spänningstillståndens
karaktär. För de i gemen såsom "sega" betecknade
materialen kommer sprödhetsegenskaperna ej till synes vid
spänningstillstånd av lägre ordning.
Det relaterade tillvägagångssättet med fem olika prov ger
alltså möjligheter att bestämma materialets gränskurva
för flytning eller för brott. Det framstår såsom klart, att
ett så skisserat provningsförfarande erbjuder vissa
fördelar, när det gäller bedömningen av t.ex. flytrisken för ett
material, som påverkas av ett visst spänningstillstånd,
vilket icke utan svårighet kan undersökas provningsvägen.
Har nu flytgränskurvan för ett material bestämts, kan man
använda denna vid konstruktionsarbete i materialet.
Tillvägagångssättet blir då, att man utgående från aktuella
belastningar och konstruktionens form med hjälp av
elas-ticitetsteorin beräknar det uppkommande
spänningstillståndet, som då får representeras av huvudspänningarna i
den svårast påkända punkten av konstruktionen. Då detta
är gjort erhåller man genom att i flytgränsdiagrammet
inlägga den mot spänningstillståndet svarande
spännings-cirkeln en lätt överskådlig bedömning av den tillåtna
belastningen. Förfarandet kan exemplifieras med ett flertal
konstruktionsformer och belastningsfall, varav kan
nämnas tunnväggigt rör åverkat av inre övertryck och
vridande moment samtidigt eller axeltapp åverkad av böjande
moment, tvärkraft och vridande moment samtidigt.
Vad den praktiska utformningen av
undersökningsmetodiken angår, kan det sägas, att det givetvis är möjligt att
T„
Fig. 2. Av Prot utnyttjade spänningscirklar.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
