Młot Charpy’ego


Młot Charpy’ego w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania Przykładowy Młot Charpy’ego (LaborTech).

Młot Charpy’ego – urządzenie, za pomocą którego dokonuje się pomiaru udarności poszczególnych materiałów w postaci specjalnie przygotowanych próbek.

Miarą udarności jest stosunek pracy, jaka została włożona, aby zniszczyć próbkę, do pola powierzchni przekroju w miejscu występowania karbu.

Umożliwia on wyznaczenie energii potrzebnej do udarowego złamania (pracy łamania K {\displaystyle K} ) próbki podpartej końcami na dwóch podporach za pomocą uderzającego w nią środkowo wahadła. Praca łamania K {\displaystyle K}  [J] jest różnicą energii potencjalnej młota w położeniu początkowych K m a x {\displaystyle K_{max}} i końcowym K m i n . {\displaystyle K_{min}.} Do ich obliczenia, przy danej masie wahadła m {\displaystyle m} i długości ramienia R , {\displaystyle R,} konieczna jest znajomość kątów α {\displaystyle \alpha } i β , {\displaystyle \beta ,} określających położenia wahadła przed złamaniem i po złamaniu próbki.

Młot Charpy’ego składa się z podstawy i dwóch słupów w których łożyskowane jest wahadło z bijakiem. Do słupów przymocowane są podpory, na których umieszcza się próbkę w taki sposób aby karb usytuowany był od strony przypór. Po zwolnieniu zaczepu wahadło z bijakiem opada z najwyższego położenia określonego kątem α , {\displaystyle \alpha ,} zamieniając swą początkową energię potencjalną K m a x {\displaystyle K_{max}} na kinetyczną. Uderzając w próbkę w najniższym swym położeniu, młot osiąga maksymalną prędkość

v = 2 g R ( 1 cos α ) 2 , {\displaystyle v={\sqrt[{2}]{2gR(1-\cos \alpha )}},}

gdzie:

g {\displaystyle g} – przyspieszenie ziemskie, R {\displaystyle R} – odległość od osi wahadła do środka próbki, α {\displaystyle \alpha } – kąt spadania wahadła młota.

Po złamaniu próbki reszta energii kinetycznej młota zmienia się w energię potencjalną, której wartość jest proporcjonalna do wysokości, jaką osiągnęło wahadło po próbie. Kąt wychylenia wahadła po próbie β {\displaystyle \beta } określa wskazówka na skali popychana przez zabierak, który obraca się wraz z wahadłem. Za pomocą hamulca zatrzymuje się wahadło po złamaniu próbki. Początkowa energia młota (w położeniu górnym):

K m a x = m g R ( 1 cos α ) , {\displaystyle K_{max}=mgR(1-\cos {\alpha }),}

a po próbie:

K m i n = m g R ( 1 cos β ) , {\displaystyle K_{min}=mgR(1-\cos \beta ),}

gdzie m {\displaystyle m} jest masą wahadła młota sprowadzona do środka uderzenia. Praca łamania próbki:

K = K m a x K m i n = m g R ( cos β cos α ) . {\displaystyle K=K_{max}-K_{min}=mgR(\cos \beta -\cos \alpha ).}

Zgodnie z normą PN-EN 10045-1 standardowe warunki badania przewidują stosowanie młotów o początkowej energii K m a x = 300 ± 10   J {\displaystyle K_{max}=300\pm 10\ \mathrm {[J]} } chociaż dopuszcza się używanie młotów o innej energii początkowej (150, 100, 50, 10 lub 5 [J]). Charakterystyczne wymiary młota są określone w powyższej normie.

Bibliografia | edytuj kod

  • EN ISO 148:2008 Metallic materials – Charpy pendulum impact test.

Linki zewnętrzne | edytuj kod

Na podstawie artykułu: "Młot Charpy’ego" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy